авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:     | 1 |   ...   | 12 | 13 || 15 | 16 |   ...   | 20 |

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ДЕПАРТАМЕНТ ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ И ...»

-- [ Страница 14 ] --

Известно, что водоросли способны аккумулировать йод из природной среды обитания, а также нейтрализуют радиационное действие благодаря содержанию органических соединений йода, минералов, полисахаридов, витаминов и полифенолов, поэтому именно они были выбраны как объект для создания йод селективного сорбента. Кроме того, морские водоросли вида Cystoseira barbata и речные водоросли Stigeoclonium tenue, благодаря содержанию комплекса витаминов и минеральных веществ, используются в производстве биологически активных добавок к корму домашних животных.

В ходе лабораторных исследований изучалась способность морских и речных водорослей поглощать йод из водной среды. Было установлено, что емкость водорослей составляет приблизительно 24 мг I / г водорослей, как для морского, так и для речного вида. Для увеличения емкости сорбента, а также для уменьшения времени поглощения йода из раствора применялась химическая обработка поверхности водорослей раствором нитрата серебра разной концентрации. Показано, что химическая обработка 0,001 М раствором нитрата серебра привела к улучшению емкостных характеристик в 5 раз, как для Cystoseira barbata, так и Stigeoclonium tenue.

Влияние применения различной обработки морских и речных водорослей Емкость сорбента, мг I / г сорбента Тип обработки Морские водоросли Речные водоросли Без обработки 23,9 24, 0,0001 М AgNO3 23,8 24, 0,0005 М AgNO3 41,1 35, 0,001 М AgNO3 124,2 125, Для исследования возможности использования полученных сорбентов на основе водорослей как антидотов для поглощения йода, необходимо было изучить влияние температуры и кислотности среды на способность аккумулировать йод из среды. Установлено, что изменение температуры в интервале от 5 до 50 °С и рН от 2 до 7 не приводит к значительному изменению сорбционных характеристик.

Сейчас исследуется способность водорослей поглощать радиоактивный йод не только из водной, но и из газовой фазы. Развитие исследований в данном направлении позволит применять водоросли и сорбенты на их основе для создания индивидуальных и коллективных средств защиты населения, таких как повязки или респираторы, в случае радиоактивных выбросов.

Научный руководитель – канд. хим. наук, доцент Л. С. Пан ТЕХНОЛОГИЯ ПРИМЕНЕНИЯ ПРИДОРОЖНЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ ДЛЯ ЗАСЫПКИ ОВРАЖНО-БАЛОЧНЫХ СИСТЕМ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ БИОПРЕПАРАТА Н. В. Колодницкая, В. М. Осипов Волгоградский государственный технический университет Волгоградский государственный университет Дорожно-ремонтное строительное управление № Источником обезвреживания придорожных загрязнений является биопрепарат, содержащий следующие компоненты: глауконитсодержащее вещество, биологически активный ил, янтарную кислоту, азотсодержащий биогенный элемент, воду, культуральную жидкость штамма бактерий Bacillus subtilis и химическое вещество, в составе которого имеются: тетрахлорэтан, трихлорэтилен, хлороформ, дихлорэтан, метиленхлорид и хлорметил (Заявка на изобретение № 2010122336).

Приготовленный биосубстрат обладает полезными свойствами и содержит сырой протеин, жиры, углеводы, золу, воду, витамин D2, витамины группы B, углекислый газ, микроэлементы [2] (результат взаимодействия отдельных компонентов в биосубстрате, что подтверждается исследованиями российских микробиологов, биотехнологов) [1].

Оптимальные соотношения приготовления биосубстратов для засыпки овражно–балочных систем Количество Слой биопрепарат придорожные загрязнения 0,5 – 0,75 : 1. Корнеобитаемый (№ 7 на схеме) (экспериментально выявленное соотношение, плодородный) 0,4 : 2. Подстилающий (№ 6 на схеме) (облагороженный) 0,2 : 3. Уплотненный нижний (№ 5 на схеме) (обезвреженный) Авторами рекомендована технология по применению полученного биосубстрата для засыпки овражно– балочных систем. Проблема утилизации придорожных загрязнений особенно характерна для урбанизированных территорий, так как количество транспорта в условиях городского хозяйства возрастает, что является главным показателем увеличения объемов придорожных загрязнений.

Устройство бионасыпи:

1 – подготовленная поверхность;

2 – система сбора грунтовых вод;

3 – дренажный слой (щебень);

4 – место для мобильной установки приготовления биосубстрата;

5 – 6 – 7 – бионасыпь из обработанных биопрепаратом придорожных загрязнений.

Литература 1. Т. Г. Волова. Биотехнология. – Новосибирск: Изд–во Сибирского отделения Российской Академии наук, 1999.

2. Г. К. Лобачева, Н. В. Колодницкая, В. Ф. Желтобрюхов, В. М. Осипов. Исследование механизма действия биотехнологии с получением витаминного концентрата как следствие санации почв // Нанотехнологии и наноматериалы: современное состояние и перспективы развития в условиях Волгоградской области / Администрация Волгогр. обл., Волгогр. гос. ун-т. – Волгоград, 2011. – C. 246-250.

Научные руководители – д-р. техн. наук, проф. В. Ф. Желтобрюхов, д-р хим. наук, проф. Г. К. Лобачева БИОСТОЙКОСТЬ ОТРАБОТАННЫХ ЦЕЛЛЮЛОЗОСОДЕРЖАЩИХ РЕАГЕНТОВ БУРОВЫХ РАСТВОРОВ В. В. Тазин Уфимский государственный нефтяной технический университет На современном этапе развития нефтегазодобычи процесс промывки скважины характеризуется наибольшим разнообразием и количеством используемых буровых реагентов (БР) и образующихся буровых отходов (БО). В среднем при строительстве скважины глубиной 4500-5200 м образуется до 6-8 тыс. м отходов [1]. Контакт БО с плодородным слоем почвы разрушает его вплоть до полной потери урожайности, а частичное восстановление продуктивной способности наблюдается не ранее, чем через 3-6 лет с момента поражения. Особенно опасно попадание БР и БО в морскую воду как при регламентной работе передвижной буровой установки, так и в случае аварии. Морской бентос угнетается при содержании 0,5 г/л выбуренного шлама в воде, а концентрация 0,8-1,25 г/л для него предельно опасна [2].





Целью данной работы явилось изучение биостойкости БР (Камцелл, Barofibre, Полицелл СК–Н, Pac LV, GEC–HV), принадлежащих к разным классам ЦБР, и фитотоксичности продуктов их биоразложения.

В качестве микроорганизмов-деструкторов использовали ассоциацию аборигенных нефтеокисляющих микроорганизмов (АНМ), выделенную из образцов нефтезагрязненной почвы ЛПДС Самара (п. Просвет) магистрального нефтепровода Дружба–1. Состав консорциума включал бактерии Bacillus sp., Pseudomonas sp., Nitrozomonas sp., Nitrobacter sp., Arthrobacter sp., причем последние доминировали, и их количество составляло 107 кл/г а. с. п. Кроме бактерий в АНМ входили микромицеты (Penicillium sp., Fusarium sp.) и почвенные водоросли Cyanophyta. АНМ активно росла в жидкой минеральной среде с гексадеканом, дизельным топливом, мазутом и нефтью 1 % масс., используя их в качестве источника углерода и энергии [3].

Исследования проводили в жидкой стерильной минеральной среде Маккланга следующего состава, г/л:

NaNO3 – 2,0;

KH2PO4 – 1,0;

MnSO4 – 0,013;

MgSO4·7H2O – 0,5;

ZnSO4 – 0,013;

Fe2(SO4)3 – 0,001. В качестве единственного источника углерода и энергии в качалочные колбы на 250 мл вносили 1 % масс. БРЦ.

Инокуляцию АНМ проводили из расчета 3 % объем. Для биологической стимуляции роста микроорганизмов и в качестве фактора роста использовали дрожжевой автолизат в количестве 0,01 г/л.

Культивирование проводили на термостатной качалке при температуре 30С и частоте вращения 100 мин– в течение 7–и суток [4].

О биодеструкции ЦБР косвенно судили по изменению перманганатной окисляемости культуральной жидкости, снижению вязкости, приросту гетеротрофных микроорганизмов, изменению рН.

В результате было установлено, что ПАА является менее доступным субстратом для исследуемой ассоциации (за 3–е суток культивирования достигнута степень биодеструкции 23 %). В контрольной колбе убыль КМЦ и ПАА не наблюдалась.

Изучение динамики численности гетеротрофных микроорганизмов показало, что внесение сухой спиртовой барды в БСВ при биоочистке указанной ассоциацией позволяет в течение всего эксперимента поддерживать численность микроорганизмов-деструкторов на максимально достигнутом высоком уровне – 35–45·106 кл/мл.

В результате исследований (по показателям перманганатной окисляемости) установлено, что наибольшая степень биодеструкции ЦБР за 7 суток культивирования АНМ наблюдалась в среде с Камцелл и составляла более 99 %. В опытах с GEC–HV и Полицелл СК–Н наблюдалось снижение условной вязкости на 83–95 %, а также прирост гетеротрофных микроорганизмов в среднем на 2–3 порядка. Эти данные свидетельствуют о снижении биостойкости ЦБР в следующей последовательности: Barofibre, Pac L, Полицелл СК–Н, GEC– HV, Камцелл.

Из выше изложенного следует, что наиболее биостойкими ЦБР являются Barofibre и Pac L, которые, попадая в почву и водоемы, могут губительно действовать на флору и фауну. Этот факт нужно учитывать при очистке и утилизации БО.

Литература 1. В. Б. Барахнина, И. Р. Киреев, В. В. Свинарев. Основы технологии очистки отходов нефтегазового комплекса и оценка ущерба окружающей среде Учебное пособие. – Уфа: Изд–во РИО РУНМЦ МО РБ, 2009.

2. Г. Г. Ягафарова, М. Р. Мавлютов, Э. М. Гатауллина, В. Б. Барахнина. Биотехнологический способ утилизации нефтешламов и буровых отходов //Горный вестник, 1998. – № 4. – С. 43–45.

3. В. Б. Барахнина. Способы интенсификации биоочистки почвы и воды от нефти, нефтепродуктов и некоторых буровых отходов: Автореф. дис. канд. техн. наук. Уфимский государственный нефтяной технический университет. Уфа, 1999.

4. Ю. Ю. Лурье. Унифицированные методы анализа вод. М.: Химия, 1973.

Научный руководитель – канд. техн. наук, доцент В. Б. Барахнина ИССЛЕДОВАНИЕ ОТХОДА СПИРТОВОГО ПРОИЗВОДСТВА В КАЧЕСТВЕ БИОСТИМУЛЯТОРА ДЛЯ УТИЛИЗАЦИИ БУРОВЫХ ОТХОДОВ А. И. Абдракипов Уфимский государственный нефтяной технический университет В настоящее время ужесточаются природоохранные требования при бурении нефтяных и газовых скважин. Это связано, в основном, с проблемой утилизации отработанного бурового раствора (ОБР), буровых сточных вод (БСВ) и других промышленных отходов в процессе и после окончания бурения.

Основными компонентами БСВ являются глина, нефть, утяжелитель, водорастворимые полимеры (акриловые, целлюлозосодержащие, лигносульфонатные и др.) Наличие в БСВ полимеров снижает эффективность физических и физико-химических методов очистки (отстаивания, фильтрации и др.). В связи с этим актуальной является возможность использования микроорганизмов для биоочистки БСВ [1].

С целью сокращения срока биоочистки БСВ и удешевления процесса в качестве стимулятора роста микроорганизмов-деструкторов органических буровых реагентов был исследован отход спиртового производства – спиртовая барда (СБ).

Исследование сухой спиртовой барды в качестве минеральной добавки, стимулирующей рост микроорганизмов, проводили на модельной установке по биоочистке БСВ ПО «Ухтанефтегазгеология» с использованием следующего состава, % масс.: бентоглинопорошок – 4,0;

полиакриламид (ПАА) гидролизованный – 0,3;

хлорное железо – 0,015;

карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ) – 0,12;

хлорид калия – 0,5;

вода пресная – до 95,065. Биоочистку осуществляли при помощи ассоциации непатогенных микроорганизмов-деструкторов: Rhodococcus erythropolis BKM AC–1339Д [3], Fusarium sp. № 56 [4], Pseudomonas putida ВКМ 1301 (3 % об.) [2].

Сухую спиртовую барду вносили в количестве 1 % масс. Для сравнения ставили аналогичный опыт с добавлением известного стимулятора «Биотрин» (ТУ 9291–00100479994 95) [2] в количестве 1 % масс.

и опыт без внесения биостимулятора. Контролем служил образец с БСВ без инокуляции и внесения стимуляторов. Культивирование проводили в течение трех суток на термостатированной качалке при 28– 30 С. О стимулирующей способности биодобавок судили по убыли ПАА и КМЦ, изменению рН и приросту гетеротрофных микроорганизмов [5].

В результате было установлено, что ПАА является менее доступным субстратом для исследуемой ассоциации (за 3–е суток культивирования достигнута степень биодеструкции 23 %). В контрольной колбе убыль КМЦ и ПАА не наблюдалась.

Изучение динамики численности гетеротрофных микроорганизмов показало, что внесение сухой спиртовой барды в БСВ при биоочистке указанной ассоциацией позволяет в течение всего эксперимента поддерживать численность микроорганизмов-деструкторов на максимально достигнутом высоком уровне – 35–45·106 кл/мл.

В результате анализа фитотоксической активности БСВ после очистки ассоциацией микроорганизмов– деструкторов Rhodococcus erythropolis BKM AC–1339Д, Fusarium sp. № 56 и Pseudomonas putida ВКМ установлено, что ингибирующее влияние на проростки кукурузы в опытах с биотрином и сухой спиртовой бардой уменьшилось через 3 сут. в 6–6,5 раз.

Полученные результаты позволяют сделать следующие выводы: отход спиртового производства – барда, является активным стимулятором роста микроорганизмов–деструкторов КМЦ и ПАА при биоочистке БСВ и может быть рекомендован в качестве заменителя более дорогого стимулятора – кормовой биодобавки «Биотрин».

Литература 1. Г. Г. Ягафарова, М. Р. Мавлютов, Э. М. Гатауллина. Биотехнологический способ утилизации нефтешламов и буровых отходов, Горный вестник, 1998. – № 4. – С. 43–46.

2. И. М. Габбасова, Р. Р. Сулейманов, Т. Ф. Бойко, Н. Ф. Галимзянова. Использование биогенных добавок совместно с биопрепаратом «Деворойл» для рекультивации нефтезагрязненных земель.

Биотехнология, 2002. – № 2. – С. 57–65.

3. Патент РФ № 2126041 от 06.12.1991. Штамм бактерий Rhodococcus erythropolis, используемый для очистки воды и почвы от нефти и нефтепродуктов/ Г. Г. Ягафарова, И. Н. Скворцова, А. П. Зиновьев и др.

Б.И. № 12, 1993. – С. 52.

4. Патент РФ № 2126041 от 15.12.1997. Штамм микромицета Fusarium sp. № 56 для очистки воды и почвы от нефти и нефтепродуктов / Г. Г. Ягафарова, Э. М. Гатауллина, М. Р. Мавлютов, В. Б. Барахнина, А. Х. Сафаров, И. Р. Ягафаров. – М.: Б.И. № 4, 1999. – С. 282.

5. А. У. Шарипов, С. И. Долганская. Методика количественного анализа акриловых полимеров / Изд.

Тюмень НИПИнефть. – 1981.

Научный руководитель – канд. техн. наук, доцент В. Б. Барахнина ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОЧИСТКИ БЫТОВЫХ СТОЧНЫХ ВОД В МЕМБРАННОМ БИОРЕАКТОРЕ М. Ю. Немшилова, В. И. Самойлов, А. О. Гречко Новосибирский государственный архитектурно–строительный университет В настоящее время практически все хозяйственно–фекальные стоки обрабатываются биологическим методом [1], суть которого заключается в применении микроорганизмов активного ила, использующих загрязнения сточной жидкости в качестве питательного субстрата. К сожалению, в настоящее время традиционные технологии биологической очистки в аэротенках или в биофильтрах уже не обеспечивают требуемое качество очищенных стоков, что вызывает необходимость строительства громоздких сооружений глубокой доочистки биологически очищенных сточных вод [2]. На наш взгляд, одним из перспективных методов очистки стоков является совмещение биологической очистки с включением мембранной фильтрации.

Целью данной работы являлось определение оптимальных параметров работы мембранного биореактора.

В настоящее время данное исследование актуально для локальных очистных установок, предназначенных для очистки хозяйственно–фекальных стоков.

Пилотная установка мембранного биореактора представлена на рисунке. В состав экспериментальной установки входит: приемный бак сточной жидкости, дозировочный насос, аэротенк, компрессор, насос для подачи активного ила, мембранный блок, бак для сбора пермеата, промывочный насос.

Пилотная установка мембранного биореактора Представленная установка работала в непрерывном режиме на натуральной сточной жидкости. Сточная жидкость дозировалась в аэротенк непрерывно. Аэротенк загружен активным илом очистных сооружений канализации г. Новосибирска. Подача воды контролировалась автоматическим краном, в зависимости от уровня воды в биореакторе. В биореактор и в мембранный блок осуществлялась непрерывная подача воздуха. Иловая смесь из аэротенка насосом под давлением 0,5 атм. подавалась на мембранный блок, где происходило разделение активного ила. Пермеат собирался в специальный накопительный бак, а активный ил возвращался обратно в биореактор. Фильтрация происходила циклически: 10 минут фильтрация и 1 минута промывка. Промывка мембран осуществлялась пермеатом.

Выводы: предварительные исследования показали необходимость выделения в аэротенке отстойной зоны, из которой будет удаляться сточная жидкость с концентрацией взвешенных веществ 10–50 мг/л, вместо 3000–5000 мг/л, что позволит увеличить продолжительность фильтроцикла.

Литература 1. В. Н. Швецов, К. М. Морозова, А. В. Киристаев. Преимущества биомембранных технологий для биологической очистки стоков // Экология производства. 2005. – № 11.

2. В. Н. Швецов, К. М. Морозова, М. Ю. Пушников и др. Перспективные технологии биологической очистки сточных вод // Водоснабжение и сан. техника. – 2005. – № 12.

Научный руководитель – канд. техн. наук, проф. Г. Т. Амбросова ИЗУЧЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ТОЛЕРАНТНОСТИ ТРОПИЧЕСКИХ ГИДРОБИОНТОВ ДЛЯ ОПТИМИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИИ ТОВАРНОГО ВЫРАЩИВАНИЯ А. С. Ульянова Астраханский государственный технический университет В современных условиях, когда нехватка природных и энергетических ресурсов стимулирует высочайшие темпы технологического прогресса, архаичные способы выращивания прудовой рыбы, существующие в большинстве российских рыбоводных хозяйств, не способствуют стремлению государственных и коммерческих структур осуществлять крупные долгосрочные инвестиции в эту депрессивную отрасль. Положительная динамика развития прудовой аквакультуры, включённой в систему предприятий агропромышленного комплекса России, может быть достигнута только при условии качественного пересмотра подходов к организации производства.

Одним из приоритетных направлений в исследованиях является повышение рентабельности аквакультуры как за счет изменения состава традиционных объектов прудового рыбоводства, так и за счет оптимизации условий выращивания с использованием ресурсосберегающих способов и технологий.

Достичь намеченной цели можно только при условии внедрения более эффективных, интенсивных технологий и расширения состава объектов выращивания за счёт более ценных и экономически более выгодных видов гидробионтов.

На наш взгляд, новые объекты выращивания должны обладать следующими свойствами:

высокий темп роста и короткий цикл выращивания до товарного размера;

неприхотливость к условиям содержания;

высокие потребительские качества;

востребованность на внутреннем и внешнем рынке.

Учитывая территориальную привязанность прудовых хозяйств к южным регионам, особого внимания заслуживают гидробионты тепловодного комплекса [1].

Комплекс биологических особенностей тропических объектов определяет их технологические преимущества перед традиционными для континентального климата объектами прудового рыбоводства.

Так, длительность периода прудового выращивания до товарной навески у тропических видов составляет не более 3–4 месяцев, тогда как наши карповые содержатся в нагульных прудах до 8 месяцев, что удваивает затраты на эксплуатацию и обслуживание прудов. Если же учитывать двух- и трёхлетний цикл выращивания карповых, включая риски зимнего содержания в прудах, то 10–12-ти месячный производственный цикл тропических видов представляется более эффективным [2].

Немаловажное значение имеет и экономическая составляющая предлагаемого варианта оптимизации видового состава объектов прудового рыбоводства. Большинство тропических видов, в особенности ракообразные, относятся к наиболее дорогому сектору рынка морепродуктов. Их ценовой уровень в 5-10 раз выше аналогичных показателей карповых рыб. А если учесть меньшие затраты на эксплуатацию прудов, то расчётный уровень рентабельности составит не менее 80-100 %.

Все технические решения и экономические выкладки должны основываться на биологических возможностях и потребностях выращиваемых объектов, обеспечение которых должно привести к максимальному производственному результату [3]. Сформулировать и количественно оценить эти возможности и потребности можно только по результатам специально проведённых прикладных исследований, основные направления которых должны быть следующие:

определить верхние и нижние границы температурной толерантности тропических гидробионтов, намеченных к выращиванию в прудовых условиях;

определить оптимальные условия выращивания тропических видов в открытых прудах, гарантирующие максимальную продуктивность;

определить оптимальные рационы, режим кормления и темп роста новых объектов аквакультуры;

изучить динамику созревания половых продуктов и определить оптимальные условия разведения тропических гидробионтов для последующего выращивания посадочного материала;

изучить поведение и биологические потребности производителей выращиваемых раков, креветок, рыб в период зимнего содержания в замкнутой бассейновой системе и определить оптимальный режим эксплуатации такой системы для достижения максимального уровня выживаемости и рабочей плодовитости производителей.

Очевидные преимущества тропических видов проявляются и на биологическом, и на технологическом, и на экономическом уровне, что подтверждает перспективность их внедрения в прудовых рыбоводных хозяйствах. Конечно, мы не настаиваем на полной замене видового состава прудовой аквакультуры в пользу тропических видов. Но, используя для выращивания тропических видов часть прудового фонда, не эксплуатируемого в летний период, можно значительно улучшить финансовые показатели предприятия, расширив ассортимент и снизив производственные затраты на единицу продукции.

Литература 1. А. И. Хорошко Способ товарного выращивания тропических раков // Патент на изобретение № 2340173, 2008.

2. А. И. Хорошко, А. Ф. Москвин, С. П. Волобоев, А. В. Морозов, А. С. Мироничев. Способ товарного выращивания гигантской пресноводной креветки // Патент на изобретение № 2180775, 2002.

3. А. И. Хорошко, В. Н. Крючков. Перспективы товарного выращивания пресноводной креветки в южных регионах России // Тепловодная аквакультура и биологическая продуктивность водоемов аридного климата: Материалы международного симп. – Астрахань, Изд–во АГТУ, 2007. – С. 144–147.

Научный руководитель – д-р биол. наук, проф. В. Н. Крючков ГРИБЫ РОДА TRICHODERMA – РЕГУЛЯТОР РОСТОВЫХ ПРОЦЕССОВ РАСТЕНИЙ ПШЕНИЦЫ А. Ф. Валиулина, Е. В. Долинская Сибирский федеральный университет, г. Красноярск В процессе роста и развития растения подвергаются действию различных стрессовых факторов, наиболее распространенным из которых является действие фитопатогенных микроорганизмов. Они синтезируют фитотоксины, оказывающие пагубное действие на организм, и, как следствие, это приводит к снижению урожайности сельскохозяйственных культур и даже к их гибели. Среди фитопатогенов наибольшую опасность для растений представляют грибы рода Fusarium, синтезирующие вещества, которые, накапливаясь в почве, вызывают почвоутомление, подавляют и задерживают рост растений. Однако существуют микроорганизмы, сдерживающие развитие патогенной микрофлоры – это микроорганизмы-антагонисты. К данной группе относятся грибы рода Trichoderma, колонизирующие поверхность корней и прилегающий к ним тонкий слой почвы. Грибы этого рода ограничивают развитие фитопатогенной микрофлоры, и в процессе жизнедеятельности они вырабатывают вещества, способные оказывать стимулирующее действие на рост и развитие растений.

Цель данной работы – изучить действие грибов рода Trichoderma на биофизические и биохимические процессы здорового и зараженного грибами рода Fusarium растения.

В качестве объекта исследования использовали растения районированного сорта Омская–32. Растения выращивали на почвенном субстрате в условиях естественного освещения, температура воздуха колебалась в пределах 27–29 С.

Контролем служили растения, семена которых не были обработаны микромицетами;

опыт – растения, семена которых были обработаны грибами. В качестве микромицетов были использованы грибы штамма М99/5 Trichoderma asperellum и штамма Z3–06 Fusarium sporotrichioides.

Влияние грибов штамма МГ–99/5 Trichoderma asperellum и штамма Z3– Fusarium sporotrichioides на содержание углеводов в листьях пшеницы:

– контроль;

Ф – фузариум;

Т+Ф – триходерма+фузариум;

Т+Т – К двойная обработка триходермой;

Т– триходерма.

Исследования показали, что грибы рода Fusarium оказывали негативное влияние на ростовые процессы исследуемых растений, ингибировали накопление белков и углеводов и существенно влияли на скорость электронного транспорта (см. рисунок).

Грибы рода Trichoderma asperellum проявляли стимулирующее действие на все изучаемые морфофизиологические параметры растений пщеницы. Как показали наши исследования, данный антагонист может непосредственно взаимодействовать с корневой системой растений и его метаболиты могут включаться в обменные процессы растений, что, возможно, и приводило к повышению содержания белков и углеводов у растительного организма. Кроме того, обработка зараженных семян спорами данного микромицета снимало ингибирующее действие патогена.

Научный руководитель – д-р биол. наук, проф. Т. И. Голованова ВЛИЯНИЕ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ СЕМЯН БИОПРЕПАРАТАМИ НА УРОЖАЙНОСТЬ ПШЕНИЦЫ А. Р. Ткачёва Южно–Уральский государственный университет, г. Челябинск Институт агроэкологии, филиал Челябинской государственной агроинженерной академии Специалисты прилагают много сил, чтобы разработать эффективные технологии выращивания пшеницы, что даёт возможность реально повысить урожайность. Большое значение придается новым приемам предпосевной обработки семян экологически безопасными препаратами. Это технология обработки семенного материала биопрепаратами, дающая прибавку к урожаю на 10–30 %.

Цель исследований – изучить эффективность предпосевной обработки семян биопрепаратами Фитоспорин-М и Рифтал для продуктивности яровой пшеницы сорта Терция. Изучив теорию о стимуляторах роста, ознакомившись с опытом исследователей, проводивших эксперименты в республике Башкортостан, мы предположили, что предпосевная обработка семян данными биопрепаратами может усилить процесс прорастания и повысить урожайность яровой пшеницы и в условиях Челябинской области.

Материал и методика проведения опытов. В качестве биологического объекта мы взяли кондиционные семена яровой пшеницы сорта Терция. Исследования проводили в течение трёх лет, в лабораторных и полевых условиях, по предложению учёных БашГУ и ОмГАУ. Посев пшеницы проводили вручную, в середине мая, с нормой высева 4,5 млн. шт. всхожих зерен на 1 га, площадь делянок – З м2, повторность – трёхкратная. Предпосевную обработку семян проводили за сутки до посева. В период роста и развития вели подсчет густоты всходов на делянке с последующим подсчетом густоты продуктивного стеблестоя. Уборка осуществлялась вручную скашиванием в снопы.

В результате исследований сделаны выводы:

1. Предпосевная обработка семян яровой пшеницы биопрепаратами отдельно и в сочетании, в течение трёх лет, оказывает стабильный положительный эффект на процессы роста, развития и продуктивности этой культуры.

2. Обработка семян перед посевом обеспечивала стабильное повышение силы роста семян по глубинам.

Урожайность превысила контроль в среднем, за три года, на 0,2–0,3 т/га.

3. Опыты показали целесообразность использования совместной обработки семян фунгицидом и биостимулятором, что усиливает их действие на качество зерновой продукции: увеличилась масса 1000 зерен, натурная масса, содержание клейковины на 1,5–2%.

Таким образом, произведённый практический анализ показывает, что предпосевная обработка семян является экологически и экономически эффективным технологическим приёмом, повышающим урожайность и качество зерна пшеницы.

Литература 1. В. Ф. Верзилов. Регуляторы роста и их применение в растеневодстве. М.: Наука, 1984.

2. Ю. С. Ларионов. Оценка урожайных свойств и урожайного потенциала семян зерновых культур. – Челябинск: ЧГАУ, 2003.

3. Сборник научных трудов преподавателей института Агроэкологии. Ткачёва З. Г. ЧГАУ, Челябинск, 2005.

4. Сборник научных трудов преподавателей. Ткачёва З. Г. УГАВМ, Троицк, 2006.

5. Р. Ф. Талипов, Р. И. Ибрагимов. Физиолого–биохимические механизмы действия экологически безопасных препаратов для растениеводства. БГУ, Уфа, 2003.

Научный руководитель – ст. преподаватель Института агроэкологии, педагог высшей квалификации Центра доп. образования З. Г. Ткачёва ОЦЕНКА ПЕРСПЕКТИВНЫХ БИОПРЕПАРАТОВ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ПОДСОЛНЕЧНИКА ОТ БОЛЕЗНЕЙ М. В. Исаева Новосибирский государственный аграрный университет Всероссийский научно-исследовательский институт масличных культур Подсолнечник – одна из главнейших масличных культур, дающая около 90 % всего масличного сырья в России. Удельный вес растительных масел в рационе человека составляет около 35 % от общего потребления жиров. Кроме ценного пищевого масла, при переработке семян подсолнечника получают высокобелковые концентрированные корма — жмых и шрот, которые содержат значительное количество водорастворимых витаминов, что ставит данную культуру в ряд наиболее ценных источников не только кормового, но и пищевого белка.

Подсолнечник поражается многими болезнями, среди них опасность представляют белая и серая гнили, фомопсис, фузариоз и другие. Поражение культуры комплексом болезней представляет угрозу для получения качественного урожая семян. Белая гниль (склеротиниоз), возбудителем которой является гриб Sclerotinia sclerotiorum dBy. (S. libertiana Fuck.) – наиболее вредоносное заболевание. Распространена во всех районах возделывания подсолнечника. Вредоносность заболевания может варьировать от 9 до 69 %.

Кроме того, сильное развитие склеротиниоза уменьшает размеры корзинок, снижает массу 1000 семян, энергию прорастания и всхожесть. В годы эпифитотий болезнь проявляется на 60–80 % посевных площадей, занятых подсолнечником.

Подсолнечник является ценной масличной культурой, продукция которой активно используется как для питания человека, так и на корм скоту, поэтому следует снижать активное применение химических препаратов, что требует поиска экологически безопасных средств защиты от болезней. В связи с этим важны испытания биоагентов различной природы в отношении ряда фитопатогенов.

Целью данной работы явилась оценка влияния перспективных биопрепаратов на возбудителей болезней подсолнечника и вызываемые ими заболевания.

Ранее нами был проведен скрининг перспективных препаратов: веррукозин (Penicillium verrucosum var.

cyclopium), фуникулозум (Penicillium funiculosum), Oif 2–1(Pseudomonas sp.) и D 7–1 (B. subtilis), предоставленных нам Всероссийским НИИ масличных культур (г. Краснодар) против возбудителей болезней пурпуровой пятнистости, серой гнили и фузариоза малины. Препараты получены глубинным культивированием микробов-антагонистов фитопатогенов.

В 2011 г. проведены испытания данных препаратов против возбудителей белой гнили, фузариоза и вертициллеза подсолнечника в лабораторных и полевых условиях.

В лабораторных условиях определена антагонистическая активность биоагентов в отношении возбудителей болезней подсолнечника методом двойных культур. Блок агара в варианте с грибными препаратами либо штрих в варианте с бактериальными антагонистами и блок агара с мицелием патогена помещали одновременно в чашку Петри на питательную среду на расстоянии 6 см друг от друга. Контроль – чистые культуры антагонистов и патогена. Учёты проводили на 5, 7, 10 сутки. Взаимоотношения бактерий с возбудителями изучали по образованию стерильных зон антибиотического действия.

Кроме того был определен защитный эффект штаммов–антагонистов на фоне искусственного заражения семян подсолнечника сорта Родник белой гнилью в условиях лаборатории во влажной камере методом агаровых блоков. Для этого к семенам, обработанным бактериальными и грибными биопрепаратами, прикладывали агаровый блок с мицелием патогена. Учитывали количество здоровых проростков, невзошедшие семена и пораженность проростков. Определяли биологическую эффективность биопрепаратов.

Проведенные исследования по определению антагонистической активности данных биопрепаратов показали, что под действием грибных препаратов отмечено подавление возбудителя белой гнили не менее чем на 90 %, под влиянием бактериальных – на 60–90 %.

В опытах с созданием искусственного инфекционного фона семян подсолнечника и оценке их защитного действия было выявлено, что биологическая эффективность использования перспективных биопрепаратов очень высока. Наибольшая биологическая эффективность отмечена под влиянием грибных биопрепаратов веррукозина и фуникулозума, соответственно 69 и 62 %. В вариантах с применением бактериальных препаратов D 7–1 и Oif 2–1 биологическая эффективность составила 59 и 54 %, соответственно.

Таким образом, проведенная сравнительная оценка перспективных биопрепаратов различной природы на фитопатогенах, вызывающих заболевания подсолнечника, свидетельствует о том, что грибные биопрепараты веррукозин и фуникулозум более перспективны как экологически безопасные биопрепараты для подавления фитопатогенных грибов.

Научный руководитель – канд. с.-х. наук, доцент Т. В. Шпатова БИОПРЕПАРАТ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ «ФИТОВЕРМ»

В ЭКОЛОГИЧЕСКОМ МОНИТОРИНГЕ ВОДНЫХ ЭКОСИСТЕМ К. В. Кулагина, Л. Д. Терехина Ульяновский государственный университет На смену пестицидам, обладающим, с одной стороны, высокой токсичностью, и, с другой, стороны, вызывающим резистентность вредителей, приходят биологические препараты нового поколения, содержащие преимущественно целые микроорганизмы и примесь спор, вегетативные клетки и токсины.

Целью настоящего исследования является экотоксикологическая оценка биопрепарата нового поколения «Фитоверм» в острых опытах методом биотестирования с помощью классического объекта водной токсикологии Daphnia magna.

При определении острой токсичности исследуемых пестицидов для Daphnia magna был использован метод пробит–анализа, позволяющий рассчитывать основные токсикометрические характеристики токсикантов по проценту гибели (показателю выживаемости) тест-организмов.

Оценка степени токсичности пестицидов произведена путем установления верхней и нижней границ диапазона их токсического действия, т. е. испытывались концентрации, приводящие к гибели 100 % особей Daphnia magna (LC100), а также концентрации, не вызывающие иммобилизацию ни одного тест–организма в опытной группе (LC0).

На рисунке представлена кумулята гибели Daphnia magna при разной концентрации биологического препарата «Фитоверм» по истечении острых 96-часовых опытов [1].

Зависимость параметра гибели особей Daphnia magna от концентрации препарата «Фитоверм»

Согласно пробит–анализу кривых летальности, медианная концентрация препарата по результатам 96– часовых опытов составляет 0,0004 ± 0,0011 мл/л (максимальное значение может достигать 0,0039 мл/л).

Концентрацию 0,000001 мл/л можно отнести к витальной, не вызывающей нарушения жизнедеятельности Daphnia magna на протяжении опыта.

В таблице приведены значения витальных, летальных и медианных концентраций биологического препарата «Фитоверм» для молоди Daphnia magna.

Показатели острой токсичности препарата «Фитоверм» для молоди Daphnia magna, мл/л Экспозиция, часы LC0 LC16 LC84 LC50 LC 10– 0,00001 2, 24 1,6 1, 10– 0,00001 1, 48 0,8 0, 10– 0,00001 1, 72 0,25 0, 2,74·10– 0, 96 0,056 0,0004 0, В рамках экологического мониторинга в качестве меры по предупреждению токсикологического эффекта и изменению химического фона среды обитания гидробионтов следует понижать концентрацию применяемого биопрепарата в районах расположения водных экосистем.

Литература 1. Руководство по определению методом биотестирования токсичности вод, донных отложений, загрязняющих веществ и буровых растворов. – М.: РЭФИА, НИА–Природа, 2002.

Научный руководитель – д-р биол. наук, проф. В. М. Каменек ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ВОД р. ОКА И ЕЁ ПРАВОБЕРЕЖНЫХ ПРИТОКОВ А. С. Чердакова Рязанский государственный университет им. С. А. Есенина Одной из наиболее острых экологических проблем в России является загрязнение поверхностных водных объектов и как следствие низкое качество питьевой воды, которое прямо влияет на состояние здоровья населения.

Данная проблема существует и в Рязанском регионе. Река Ока главная водная артерия Рязанской области, протекая по территории нескольких промышленно развитых областей, является чрезвычайно загрязненной.

Правобережные притоки Оки – реки Трубеж и Листвянка являются коллекторами сточных вод предприятий областного центра и основными поставщиками загрязняющих веществ в р. Оку. Более 70 % от общего объема стока, требующего очистки, по бассейну Оки приходится на эти два притока. Качество вод этих рек оценивается 4 классом.

Ежегодно в Оку через р. Листвянка поступают: органические вещества – 40 %, нефтепродукты, взвешенные вещества – 70 %, сульфаты, хлориды – 80 %, соединения металлов – 80 % от общей массы загрязняющих веществ по бассейну р. Оки на территории Рязанской области. Основным источником воздействия на качество вод р. Листвянка являются городские очистные сооружения, находящиеся на балансе ЗАО «Рязанская нефтеперерабатывающая компания», и промстоки самого предприятия.

Качество воды в р. Трубеж под влиянием сбросов сточных вод по всему течению не соответствует рыбохозяйственной категории по содержанию большинства контролируемых примесей. Содержание органических веществ составляет 3–5 ПДК, аммонийного азота – 5–13 ПДК, соединений железа, меди, цинка – 2–13 ПДК. Кроме того, зафиксированы случаи высокого загрязнения жирами, сульфидами, поверхностно–активными веществами. Кислородный режим по всему течению реки неблагоприятный.

Отмечены случаи отсутствия кислорода (экстремально высокое загрязнение), понижение среднегодовых концентраций до 4 мг/л. Дно реки повсеместно илистое, местами заросшее растительностью, русло захламлено (сухие ветки, древесина, бытовой мусор). На поверхности – плавающие примеси, маслянистые пятна. Из-за перегрузки системы водоотведения наиболее крупными источниками загрязнения р. Трубеж являются МУП ПО «Водоканал», Рязанский приборный завод, притоки Павловка и Плетенка (транзит сточных вод) и неочищенная сточная вода на сливе коллектора.

Таким образом, реки Ока, Трубеж и Листвянка подвергаются наибольшему негативному антропогенному воздействию и являются наиболее загрязненными в пределах региона. Данная ситуация обуславливает необходимость оценки экологического состояния данных водотоков, в том числе биологическими методами.

Цель исследования: оценить степень токсичности, санитарно–бактериологическое состояние вод р. Ока и ее правобережных притоков.

Исследование проводилось методами биотестирования и биоиндикации. В качестве тест–объекта использовались семена редиса сорта «Красный великан». Для санитарно–бактериологической оценки применялась традиционная методика определения общего микробного числа (ОМЧ).

Результаты исследования Изменения длины проростка в опыте № Наименование по сравнению с контролем ОМЧ п/п водотока мм % 0, 1 р. Листвянка 0,72 2, 0, 2 р. Трубеж 1,31 5, 0, 3 р. Ока 0,59 2, Максимальное изменение длины проростка по отношению к контролю наблюдается на варианте с водами из р. Трубеж. Это, возможно, связано с тем, что как уже отмечено, в реку поступает большое количество сточных вод без необходимой очистки, обуславливая тем самым высокие концентрации загрязняющих веществ, значительно превышающие предельно допустимые.

Изменение длины проростка по отношению к контролю на варианте с водами из Листвянки и Оки почти одинаково и примерно в 2 раза меньше, чем на варианте с водами р. Трубеж. Это может быть обусловлено тем, что на ЗАО «РНПК» – основном источнике загрязнения вод р. Листвянка, поступающие сточные воды подвергаются тщательной многоступенчатой очистке, в результате которой концентрации многих загрязняющих веществ снижаются почти на 100 % и достигают нормативно установленных пределов.

Данные, полученные при микробиологическом исследовании вод, положительно коррелируют с результатами первого опыта. Таким образом, результаты двух опытов сопоставимы и отражают реальное состояние водных объектов. Это говорит о целесообразности проведения дальнейших исследований.

Научный руководитель – канд. биол. наук, доцент С. В. Гальченко ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ БИОМАССЫ ВЫСШЕГО ВОДНОГО РАСТЕНИЯ EICHORNIA CRASSIPES Д. А. Ионова, К. В. Новиков Чувашский государственный педагогический университет им. И. Я. Яковлева, г. Чебоксары Последнее время для биологической очистки водоемов применяется гидробионт Eiсhornia crassipes.

Очищая стоки от вредных примесей, растение при этом активно вегетирует. Эйхорния ускоряет процесс бактериального разложения нефтепродуктов и детоксикации органических ядов (фенолов, хитонов и др.) за счет выделения корневой системой стимуляторов роста углеродоокисляющих бактерий. Мощная корневая система эйхорнии обеспечивает высокую эффективность поверхностно–адсорбционного поглощения питательных веществ [2]. Также в литературе есть единичные описания получения биотоплива из данного растения, что является достаточно актуальным на сегодняшний день [4].

Цели исследования – изучение биологически активных веществ, входящих в состав Eiсhhornia crassipes в зависимости от условий содержания растения, изучение перспектив использования биомассы Eichornia crassipes в качестве сырья для производства биотоплива. Были использованы следующие лабораторные методы: определение сырого белка по А. И. Ермакову, йодометрический метод определения альдоз (глюкозы) по Вильштеру и Шудлю, определение сырого жира по С. В. Рушковскому, метод определения хлорофилла с помощью ФЭКа. Также проводился технолого–экономический анализ рентабельности получения топливного этанола и биогаза из биомассы эйхорнии, изучалось влияние стимуляторов роста растений на содержание биологически активных веществ в исследуемом растении.

Установлено, что наиболее подходящей технологией получения биоэтанола из биомассы Eichornia crassipes является ферментация с использованием дрожжей Pichia stipitis [1]. Учитывая особенности данной технологии, была смоделирована схема производства, которая наиболее адаптирована к условиям подобной ферментации. Создана модель комплекса, реализующего технологию круглогодичной глубокой биологической переработки загрязнений сточных вод, ила и других отходов с производством электро– и тепловой энергии, обеспечиваемым газом–метаном, выработанным при взаимодействии биомассы эйхорнии со сточными водами и/или промышленными и бытовыми отходами [3]. Среднее содержание органических кислот в пересчете на яблочную кислоту составило 0,00185 %, хлорофилла без применения янтарной кислоты в качестве биостимулятора – 29,483 %, с применением – 25,030 %.

Содержание в Е. crassipes альдоз (глюкозы), при определении по Вильштеру и Шудлю, с применением стимулятора роста (янтарная кислота) в среднем составили 5,45 %, без применения – 10,74 %. В зеленой массе растения не было обнаружено таких токсичных веществ, как алкалоиды и сапонины.

Таким образом, в момент активного роста, индуцированного биостимуляторами, использовать зеленую массу Е. crassipes для получения этанола экономически нецелесообразно, поэтому необходим длительный период набора сахаров;

по экономическим и технологическим показателям биомасса эйхорнии может быть использована для получения биогаза;

исходя из полученных результатов, зеленую массу эйхорнии можно использовать как в качестве корма, содержащего достаточное количество необходимых веществ, так и в качестве добавки в комплексе с зимними кормами.

Литература 1. А. Ермаков, С. Мотылев. Водный гиацинт в гептиловом болоте // Химия и жизнь. – 2002. – № 11. – Стр. 46-49.

2. Б. Ф. Рыженко. Информационный обзор способа очистки (доочистки) вод с применением эйхорнии (Водного гиацинта) // Кавказская здравница. – 1991. – № 6 – стр. 15-19.

3. В. А. Козлов, Р. А. Зурнаджян, Д. А. Ионова, К. В. Новиков, Ю. Д. Карпенко, В. А. Еленкин, В. А. Гартфельдер, О. Г. Дмитриева. Биоэнергетический комплекс (БИОЧЭК) для утилизации отходов.

Патент на полезную модель. МПК: В 09 В 3/00, С 02 F 3/00 Е 04 Н 5/00. Приоритетный номер № от 18. 01. 2010 г. Решение о выдаче патента на полезный образец № 2010101403/22(001933) от 26. 03. 2010 г.

4. С. Соуфер, О. Заборски. Биомасса как источник энергии. – М.: Мир, 1985. – 368 с.

Научный руководитель – д-р биол. наук, проф. В. А. Козлов ФОСФОРИЛАЗА И ФИТИН РАЙОНИРОВАННЫХ СОРТОВ РИСА ПРИМОРСКОГО КРАЯ А. Е. Ермолова, Е. В. Малышева, Е. А. Цой Дальневосточный федеральный университет, г. Владивосток Ферментативный распад крахмала может осуществляться различными путями, один из которых происходит под действием фосфорилазы (КФ 2.4.1.1). В присутствии неорганического фосфата растительная фосфорилаза расщепляет –1,4–глюкозидные связи с образованием глюкозо-1-фосфата, переводя тем самым крахмал из запасной формы в метаболически активную. Фитин, соль инозитфосфорной кислоты, является запасающим веществом и в растениях образуется из глюкозы. В то же время в растениях происходит обратное превращение инозита в глюкозу.

Целью исследования было определение активности фосфорилазы и количественного содержания фитина в районированных сортах риса Приморского края. Материалом исследования служили семена риса [1].

Биологический материал подвергали мокрому озолению. В золе определяли органический и неорганический фосфор, фитин [2]. Для определения фитина количество найденного неорганического фосфора умножали на коэффициент 1,55. Количественное содержание фитина и фосфора выражали в процентах. По разности значений общего и органического фосфора вычисляли активность фосфорилазы, которую выражали в мг на 100 г ткани. Результаты исследования представлены в таблице.

Содержание фосфора, фитина и активность фосфорилазы в районированных сортах риса Сорт Р общий, % Р неорг., % Фитин, % Фосфорилаза, мг /100 г ткани Дальневосточный 14,0 2,2 5,0 0,30 + 0, Приозерный 61 14,2 2,0 3,4 0,31 + 0, Дарий 23 13,0 1,9 3,8 0,27 + 0, Луговой 14,1 2,1 4,2 0,29 + 0, Ханкайский 429 14,4 1,8 2,2 0,32 + 0, Ханкайский 52 20,7 2,1 3,7 0,46 + 0, Из таблицы следует, что значения фосфорилазной активности в исследуемых сортах варьируют в широких пределах от 0,27 до 0,46 мг на 100 г ткани. Наибольшей ферментативной активностью обладает сорт риса Ханкайский 52, а наименьшей – Дарий 23. Следует заметить, что прослеживается положительная корреляция между активностью фосфорилазы исследуемых сортов и количественным содержанием общего фосфора в указанных сортах. Однако в случае с фитином положительной корреляции не наблюдается. Так наибольшее содержание фитина отмечено у сорта риса Дальневосточный, в то время как у Ханкайского фитина содержится наименьшее количество (соответственно 5,0 и 2,2 %). Известно, что фосфоролитическим путем молекулы амилозы (составная часть крахмала) расщепляются под действием фосфорилазы, а в синтезе амилозы, которая определяет питательную ценность зерна риса, молекула глюкоза–1–фосфата является донором глюкозильных остатков.

Таким образом, по питательной ценности, исследуемые нами сорта риса можно расположить в следующем порядке: Дарий 23, Луговой, Дальневосточный, Приозерный 61, Ханкайский 429, Ханкайский 52.

Литература 1. Н. И. Жукова, В. А. Ковалевская, А. С. Куприн, А. В. Любицкая. Некоторые биохимические показатели районированных сортов риса Приморского края // Альманах современной науки и образования. – Тамбов: «Грамота», 2008 – С. 52-54.

2. А. Н. Ермаков, В. В. Арасимович, Н. П. Ярош и др. Методы биохимического исследования растений / Под ред. А. Н. Ермакова – Л., 1987. – 430 с.

Научный руководитель – канд. биол. наук, доц. Н. И. Жукова ВЛИЯНИЯ НАТУРАЛЬНОГО БИОКОРРЕКТОРА НА МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КОЛБАСНЫХ ИЗДЕЛИЙ О. Н. Клюкина, Е. В. Кунташов, В. С. Куценкова Саратовский государственный аграрный университет им. Н. И. Вавилова Сапрофитные микроорганизмы для своей жизнедеятельности и развития требуют наличия определенного количества влаги. Минимальный процент влажности, при котором возможно развитие бактерий, составляет около 30 %, а плесеней – около 15 %. Различные формы микроорганизмов в различной степени противостоят обезвоживанию. Спорообразующие бактерии переносят его довольно легко. Бактерии, не образующие спор, погибают при обезвоживании в течение малых промежутков времени. Весьма стойки к обезвоживанию споры некоторых форм плесневых грибов. Обезвоживание необязательно сопровождается гибелью бактерий, поэтому хранение колбасных продуктов, зараженных патогенными бактериями, не может сделать эти продукты безопасными для употребления в пищу [1].

С целью повышения пищевой ценности колбасы в ее рецептуру добавляют натуральный биокорректор – порошок семян тыквы (ПСТ), содержащий аминокислоты, в т. ч. незаменимые, ненасыщенные жирные кислоты, пищевые волокна, пектиновые вещества, макро- и микроэлементы, витамины.

Целью работы явилось изучение влияния добавки ПСТ на микробиологические показатели колбас.

В процессе исследования определяли количество бактерий и проводили их идентификацию по определителю Берджи [2]. Количество молочнокислых бактерий определяли путем высева проб на среду лактобакагар, кишечных палочек – на среду Эндо, стафилококков – на желточно-солевой агар, грибов – на среду Сабуро. Микроорганизмы культивировали в термостате при температуре 37С в течение двух–трёх суток.

Исследовали микрофлору четырех образцов сырокопченой колбасы «Брауншвейгская»: № 1 – контрольный образец, № 2 – контроль и ПСТ в количестве 5 %, № 3 – добавление ПСТ в количестве 7 %, № 4 – добавление ПСТ в количестве 9 %, соответственно. Для ускорения процессов ферментации добавляли бактериальный препарат, содержащий молочнокислые бактерии Lactobacillus curvatus и Staphylococcus xylosus.

В результате исследований было показано, что в сырокопченой колбасе с повышением концентрации ПСТ до 9 % наблюдается рост молочнокислых бактерий. Так, по сравнению с контрольным образцом, в образце № 4 наблюдаемый рост бактерий увеличился в 70 раз. Среди молочнокислых бактерий, как было выявлено нами, в основном, преобладали стрептококки, также имелось несколько колоний молочнокислой плесени. Кроме того, вещества входящие в состав ПСТ, как известно, подавляют развитие патогенной микрофлоры. Пектин обладает антисептическими свойствами. Он проявляет антибактерицидную активность по отношению к неспорообразующим возбудителям пищевых отравлений, дизентерийным бактериям, стафилококкам и несколько слабее – к кишечной палочке [3].

При проведении исследований на выявление бактерий группы кишечной палочки было показано, что ни в одном из образцов колонии кишечной палочки обнаружены не были. Исследования проводились также по обнаружению стафилококков. Микробиологические исследования показали, что стафилококки представлены двумя видами: S. camosus, S. xylosus. Как видно из таблицы, с повышением концентрации порошка семян тыквы количество стафилококковых бактерий уменьшается в 22 раза. Это может объясняться подавляющим количеством молочнокислых бактерий.

Влияние порошка семян тыквы на содержание молочнокислых бактерий в сырокопченой колбасе Брауншвейгская Наименования рода бактерий Образец Streptocoсcus E. coli Грибы Staphylococcus Количество бактерий, М ± m КОЕ/г 3,00 ± 0,12103 8,32 ± 0,10106 6,2 ± 0, № 1 Контроль – 3 1,4 ± 0, №2 4,75 ± 0,1210 – 5,61 ± 0, 3 1,23 ± 0, №3 6,10 ± 0,1110 – 1,13 ± 0, 5 2,79 ± 0, №4 2,10 ± 0,2110 – 2,85 ± 0, Примечание: * – P 0.05 относительно контрольных значений При микробиологических исследованиях сырокопченой колбасы «Брауншвейгская» выявлено изменение количества микроскопических грибов. В экспериментальном образце с концентрацией ПСТ 9 %, по сравнению с контрольным образцом, количество микроскопических грибов уменьшилось в 291 раз.

Литература 1. А. А. Маненбергер, Е. Ю. Миркин. Технология мяса и мясопродуктов. М.: 1989. – 101 с.

2. Д. Хоулт. Определитель бактерий Берджи. – М.: Мир, 1997. – Т. 2. – С. 574-577.

3. Н. Ш. Кайшева [и др.]. Бактерицидная активность пектина // Фармацея. – 1992. – № 2. – С 45-49.

Научный руководитель – д-р хим. наук, проф., акад. РАЕ, Н. М. Птичкина ФОСФОЛИПИДЫ КАК ПИЩЕВЫЕ ДОБАВКИ:

КЛАССИФИКАЦИЯ, МЕТАБОЛИЗМ, ВЫДЕЛЕНИЕ К. В. Маринкина Челябинский государственный педагогический университет В настоящее время в пищевой промышленности всё более широко внедряются новые пищевые технологии, невозможные без применения пищевых добавок. Наиболее важными для здоровья человека являются биологические активные добавки (БАД). Это концентраты природных натуральных пищевых и биологически активных веществ, выделенные из пищевого сырья животного, морского, минерального происхождения, пищевых или лекарственных растений или полученные путем химического синтеза (синтезированные вещества, идентичные природным аналогам). Эти незаменимые пищевые и биологически активные вещества организм человека синтезировать не способен, поэтому мы должны ежедневно включать их в свой рацион.

Одной из важнейших биологически активных добавок являются фосфолипиды. Они являются составной частью клеток человеческого организма, в частности, нервных волокон и клеток мозга, обеспечивают процессы переноса жирорастворимых витаминов, расщепления жиров и холестерина. Их постоянное употребление улучшает функционирование нервной системы и печени, задерживает старение клеток организма. Перечисленные функции определяют фосфолипиды как традиционные пищевые добавки, преднамеренно вводимые в пищевые продукты с целью придания им заданных свойств, а также сохранения их собственных свойств, поскольку некоторые фосфолипиды оказывают антиоксидантное действие. Кроме того, достоверно известно, что, в отличие от большинства других пищевых добавок, препараты фосфолипидов отличает высокая физиологическая активность. В связи с этим их использование выходит за рамки решения только технологических задач и создает предпосылки для создания новых видов продуктов питания, оказывающих положительное влияние на здоровье человека.

Цель работы: изучение фосфолипидов как пищевых добавок, способов их применения в промышленности, а также способов их получения, выделения из тканей рыб, определение процентного содержания фосфолипидов в мышечной ткани местных видов рыб. Материалом для исследования служил фосфолипидный концентрат, выделенный из тканей окуня, карпа и карася.

Методы: экстракция, фотометрия. Образцы трёх видов рыб были измельчены, опущены в смесь этилового спирта и хлороформа и находились в нём в течение 5 часов. Растворимость фосфолипидов в смеси этилового спирта и хлороформа определена по наивысшей степени их извлечения из фосфолипидного концентрата, по оптической плотности полученных экстрактов. Оптическая плотность полученных экстрактов была измерена на КФК-3 при длине волны 630-690 нм в кювете с толщиной слоя 1 см. Пробы для анализа были отобраны строго одного и того же объёма, измерения на приборе были осуществлены в идентичных условиях. Настаивание я проводила при температуре 20-22°С, измеряя показания каждый час до окончания настаивания.

Вследствие того, что точную концентрацию спирторастворимых фосфолипидов определить достаточно трудно, была проведена оценка по условной концентрации (С*), соответствующей оптическому поглощению суммы фосфолипидов, растворившихся в спирте из 1 г исходного фосфолипидного концентрата:

DV С*=, 1000 m где D – оптическая плотность раствора в максимуме поглощения, V – общий объем спирта, m – масса навески фосфолипидного концентрата, 6250 – коэффициент, учитывающий разведение.

При анализе данных графика видно, что концентрация фосфолипидов в вытяжках из тканей местных видов рыб различна. В случае окуня и карпа оптическая плотность будет выше и, следовательно, будет выше концентрация фосфолипидов в экстрактах. По мере настаивания, концентрация фосфолипидов в вытяжке будет увеличиваться. По данным графиков можно прийти к выводу, что использование в качестве сырья мышечной ткани местных видов рыб для выделения фосфолипидов может стать альтернативой растительному сырью или морским гидробионтам.

Изменение концентрации фосфолипидов Таким образом, фосфолипиды являются одним из важнейших компонентов, востребованных человеком, поэтому должны быть разработаны методы наиболее полного и экономичного их извлечения.

Научный руководитель – канд. пед. наук, доцент Н. М. Лисун ИЗУЧЕНИЕ БИОЛОГИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ И БИОБЕЗОПАСНОСТИ СЕРИЙ КАНДИДАТНОЙ ВАКЦИНЫ ПРОТИВ ВИЧ-1, ИЗГОТОВЛЕННОЙ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ КЛИНИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ О. С. Фрумузаки, В. А. Гвоздев Новосибирский государственный университет ФБУН ГНЦ Вирусологии и биотехнологии «Вектор»

Наиболее эффективным средством предупреждения инфекционных заболеваний являются вакцины.

Создание вакцины против таких сложных вирусов как ВИЧ–1 потребовали разработки новых биотехнологических подходов, включая полиэпитопные рекомбинантные белки и ДНК–вакцины (Медуницин, 2010). Контроль безопасности таких вакцин является чрезвычайно важной задачей.

Кандидатная вакцина против ВИЧ–1 КомбиВИЧвак, сконструированная в ГНЦ ВБ «Вектор», представляет собой комбинацию двух искусственных полиэпитопных иммуногенов, один из которых является рекомбинантным белком TBI, а другой представлен ДНК–вакциной, кодирующей полиэпитопный белок TCI. В «коровой» части вирусоподобной частицы находится плазмида pcDNA–TCI, а оболочка состоит из коньюгата спермидин–полиглюкин–полиэпитопный белок TBI (Karpenko et al. 2007). Для проведения клинических испытаний вакцины КомбиВИЧвак была отработана технология ее производства, изготовлено несколько серий вакцинного препарата.

Цель данной работы заключалась в характеризации серий вакцины КомбиВИЧвак, которая включала оценку специфической активности и длительности персистенции ДНК-вакцинного компонента вакцины в организме животных.

Схема эксперимента включала однократную внутримышечную иммунизацию мышей линии BALB/c и забор органов (печень, селезенка, семенники, кожа, мышцы, мозг) на 7, 14, 60 сутки после иммунизации.

При иммунизации доза вводимой ДНК составляла 75 мкг/животное, доля белка TBI – 50 мкг/животное.

Специфическую активность оценивали с помощью методов ELISpot, ИФА и иммуноблоттинга.

С помощью реакции ELISpot (интерферон–гамма) было показало, что введение мышам вакцины КомбиВИЧвак индуцирует образование цитотоксических лимфоцитов, специфичных к эпитопам белков ВИЧ–1 (gag, pol и gp41). В сыворотке иммунизированных животных были зарегистрированы антитела, узнающие белки лизат ВИЧ–1 на стрипах тест–системы NewLаv Blot. Титры специфических антител, определенные с помощью ИФА, составляли 1:200000.

На втором этапе представленной работы было изучено распределение ДНК-вакцины pcDNA–TCI, компонента КомбиВИЧвак, в органах иммунизированных животных. Изучение персистенции плазмидной ДНК является тестом, рекомендованным ВОЗ для косвенной оценки возможности встраивания (интеграции) векторной ДНК в геном клеток-хозяев. Нами было показано, что доставка ДНК-вакцины pcDNA–TCI с помощью КомбиВИЧвак сопровождается первоначальным накоплением плазмидной ДНК в тканях, прилегающих к месту инъекции. Вместе с тем, далее наблюдалось градиентное снижение концентрации pcDNA–TCI вплоть до ее исчезновения к 60 суткам после последнего введения при одно- и двукратной иммунизации. Следует отметить, что уровень чувствительности предложенного теста составлял 10– 100 копий плазмиды/пробу. Важно, что плазмида достаточно быстро элиминируется из герминативной ткани (семенники), что снижает вероятность вертикальной передачи мутаций, связанных со встраиванием плазмидного материала в геномную ДНК.

Следует отметить, что ранее в ходе доклинических испытаний не было обнаружено долговременных биохимических, физиологических и морфологических изменений при введении вакцины. Т. о., полученные данные позволяют сделать выводы, что серии вакцины КомбиВИЧвак, изготовленные для клинических испытаний, обладают специфической активностью и биологической безопасностью.

Литература 1. Н. В. Медуницин. Вакцинология. – Москва. Триада Х, 2010. 512 с.

2. L. I. Karpenko, A. A. Ilyichev, A. M. Eroshkin, L. R Lebedev., R. V. Uzhachenko, N. A. Nekrasova, O. A. Plyasunova, P. A. Belavin, S. V. Seregin, N. K. Danilyuk, B. N. Zaitsev, E. D. Danilenko, V. I. Masycheva, S. I. Bazhan. Combined virus–like particle–based polyepitope DNA/protein HIV–1 vaccine design, immunogenicity and toxicity studies// Vaccine. – 2007. – V.25. – № 21 – p.4312-4323.

Научные руководители – д-р биол. наук, доцент Л. И. Карпенко;

старш. научн. сотр. О. Н. Каплина ВЛИЯНИЕ ИНГИБИТОРА ЭСТЕРАЗ НА ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ ЛИЧИНОК GALLERIA MELLONELLA К БАКТЕРИЯМ BACILLUS THURINGIENSIS А. А. Васькина1, Е. В. Гризанова Новосибирский государственный аграрный университет, Институт систематики и экологии животных СО РАН Бактерии Bacillus thuringiensis (БТ), являясь патогенами насекомых различных отрядов, активно используются в биологическом методе контроля численности насекомых. Известно, что основную роль в патогенезе играют параспоральные включения – кристаллы белковой природы (–эндотоксин). Однако при частом использовании препаратов на основе споро–кристаллической смеси БТ, в агроценозах формируются устойчивые популяции насекомых. В настоящее время хорошо изучены молекулярные механизмы устойчивости насекомых к -эндотоксину БТ. Было показано, что устойчивость может возникать вследствие изменения кислотности кишечника насекомых, изменения активности и спектра протеаз, уменьшения связывания токсина с рецептором эпителиальных клеток кишечника [1, 2]. Таким образом, было установлено, что устойчивость может возникать на всех ступенях действия бактериального эндотоксина в кишечнике насекомых.

Но в последние годы стали появляться исследования, в которых авторы указывают на существование альтернативных механизмов резистентности насекомых к токсину БТ. Существуют единичные работы, в которых показано, что повышение устойчивости насекомых может быть связано с увеличением уровня неспецифических эстераз в организме насекомых [3]. Неспецифические эстеразы являются одним из ключевых компонентов детоксицирующей системы насекомых и играют важную роль в устойчивости организма к различным токсинам. Однако остается малоизученным вопрос о роли неспецифических эстераз в устойчивости насекомых к бактериальной инфекции.

В связи с этим, целью нашей работы явилось изучение влияния ингибитора неспецифических эстераз на чувствительность личинок Galleria mellonella к бактериям Bacillus thuringiensis.

Для изучения роли неспецифических эстераз в устойчивости насекомых к бактериям БТ, в корм личинкам пчелиной огневки Galleria mellonella L. был добавлен ингибитор эстераз – трифенилфосфат в концентрациях 0,1;

0,2 и 0,5 мг/мл. Используемые концентрации ингибитора не приводили к гибели насекомых. Через сутки проводили заражение насекомых бактериями, заменяя корм, содержащий трифенилфосфат, на корм, обработанный споро-кристаллической смесью бактерий В. t. ssp. galleria с титром суспензии, приводящим к гибели 35 % особей. Установлено, что при скармливании трифенилфосфата происходит достоверное (p 0.05) 1,5–2,5– кратное снижение активности эстераз в кишечнике насекомых.

Следует отметить, что скармливание ингибитора эстераз в концентрациях 0,1 и 0,2 мг/мл оказывало эффект в течение трех суток, в то время как увеличение дозы до 0,5 мг/мл достоверно снижало активность ферментов только первые двое суток эксперимента. При заражении личинок G. mellonella бактериями БТ наблюдалось значительное увеличение смертности насекомых, в корм которым предварительно был добавлен трифенилфосфат, по сравнению с насекомыми, зараженными только бактериями. При этом увеличение смертности насекомых было достоверным (p 0.05) в вариантах с концентрациями трифенилфосфата 0,1 и 0,2 мг/мл. Однако при увеличении концентрации ингибитора до 0,5 мг/мл достоверной разницы в смертности насекомых, по сравнению с обработкой насекомых только бактериями, отмечено не было.

Таким образом, было показано увеличение чувствительности личинок пчелиной огневки G. mellonella к бактериям Bacillus thuringiensis при предварительной обработке корма насекомых ингибитором неспецифических эстераз. Полученные результаты свидетельствуют о том, что ингибиторы неспецифических эстераз могут повышать восприимчивость насекомых к бактериальному токсину, что важно для биологического контроля фитофагов-насекомых.

Литература 1. J. S. Griffitts and R. V. Aroian. Many roads to resistance: How invertebrates adapt to Bt toxins // BioEssays. – 27. – P. 614-624.

2. A. Bravo, M. Soberon, S. Gill. Bacillus thuringiensis: Mechanisms and Use. Insect control. – London:

Academic Press, 2010. – 470 p.

3. R. V.Gunning, at all. New Resistance Mechanism in Helicoverpa armigera Threatens Transgenic Crops Expressing Bacillus thuringiensis Cry1Ac Toxin // Appl. environ. microbiol. – 2005. – Vol. 71. – № 5. – P. 2558- Научные руководители – д-р биол. наук, проф. М. В. Штерншис1, канд. биол. наук И. М. Дубовский АКТИВАЦИЯ ЛАТЕНТНОЙ ВИРУСНОЙ ИНФЕКЦИИ У ПОТОМКОВ НЕПАРНОГО ШЕЛКОПРЯДА, ВЫЖИВШИХ ПОСЛЕ ЗАРАЖЕНИЯ ВИРУСОМ ЯДЕРНОГО ПОЛИЭДРОЗА Р. Г. Мажара Новосибирский государственный аграрный университет Непарный шелкопряд (Lymantria dispar L.) – один из наиболее широко распространенных видов насекомых-фитофагов, дающий вспышки массового размножения, что обусловило выбор объекта исследования.

Одним из природных биологических агентов регуляции численности непарного шелкопряда является вирус ядерного полиэдроза (ВЯП) – основа вирусного биопрепарата. Данные о вертикальной передаче вируса ядерного полиэдроза при инфицировании насекомых дозами вируса, вызывающими незначительную смертность у этого филлофага (10%), в литературе не обнаружены. Поэтому целью работы являлось изучение вирусоносительства у насекомых, а также их смертности в поколениях F1 и F2, полученных в результате заражения особей слабовирулентным штаммом ВЯП. Исследования проводили в лаборатории патологии насекомых Института систематики и экологии животных СО РАН. Для исследований насекомых собирали в фазе яйца в первой декаде сентября в лесных насаждениях Свердловской области в 2008 г.

Инфицирование вирусом ядерного полиэдроза гусениц непарного шелкопряда проводили в IV-м возрасте в 2009 году. В эксперименте для обработки листьев березы применяли вирусные суспензии слабовирулентного штамма Джалал-Абадский следующих титров: 108,107,106 полиэдров/мл. Водную суспензию полиэдров наносили на поверхность листьев березы путем мелкодисперсного опрыскивания из расчета 1 мл суспензии полиэдров на рамку площадью 5050 см, затем корм подсушивали при комнатной температуре и высаживали на него насекомых. Сосуды закрывали калькированной бумагой и содержали в затенённом помещении при температуре 22-25 °С. Ежедневно либо через день корм менялся.

От оставшихся в живых после обработки вирусом особей получали яйцекладки, выращивали из них гусениц и использовали в дальнейшем для проведения экспериментов по воздействию стресс-факторами (высокими температурами и «старвацией»). Полиэдроз диагностировали под световым микроскопом. Диагностику скрытого вирусоносительства у эмбрионов непарного шелкопряда проводили с помощью метода ПЦР.

В результате обработки насекомых ВЯП в родительском поколении погибло от 3 % до 5,5 %.

При воздействии стресс-фактором «старвация» на гусениц поколения F1 погибло от 4 % до 8 %.

При воздействии стресс-фактором «высокие температуры» погибло от 0,5 % до 2,4 %. В поколении F при воздействии стресс-факторов также отмечалась незначительная смертность насекомых ( 5 %) от полиэдроза. В обоих поколениях (F1 и F2) не отмечалось достоверной разницы в массах куколок самцов и самок по сравнению с контролем.

Результаты анализа ПЦР показали, что у эмбрионов в родительском поколении уровень вирусоносительства составлял 46 %, а в поколениях F1 и F2 – соответственно 82 % и 58 %. Т. е. во всех случаях уровень латентного вирусоносительства был значительно выше, чем смертность насекомых от полиэдроза.

Полученные данные являются экспериментальным доказательством того, что при относительно низкой смертности насекомых в родительском поколении вирус также способен передаваться вертикально и вызывать гибель особей от полиэдроза, как минимум, в течение двух генераций.

Научные руководители – д-р биол. наук, проф. М. В. Штерншис, д-р биол. наук А. И. Ильиных МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ, ОБУСЛОВЛЕННЫЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕМ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ИССЛЕДОВАНИЕ ВИДОСПЕЦИФИЧНЫХ ЭФФЕКТОВ ПРОИЗВОДНЫХ 2,4,6-ТРИФЕНИЛДИОКСАНА-1,3 НА ЦИТОХРОМ Р450 ПОДСЕМЕЙСТВА 2B В ПЕЧЕНИ ЛАБОРАТОРНЫХ ЖИВОТНЫХ Ю. А. Казакова Новосибирский государственный университет Институт молекулярной биологии и биофизики СО РАМН, г. Новосибирск Проблема загрязнения окружающей среды особо остро стоит перед современным обществом. Высокие темпы развития промышленности и сельского хозяйства привели к тому, что человек ежедневно подвергается воздействию чужеродных для организма веществ или ксенобиотиков. Кроме веществ техногенного происхождения, появляются вещества, синтезированные искусственно, к которым можно отнести фармацевтические препараты, пищевые добавки, а также компоненты удобрений, пестициды, инсектициды. Для того, чтобы предсказать поведение и нежелательные эффекты таких веществ в живых организмах, необходимо исследовать механизмы обезвреживания ксенобиотиков на молекулярном уровне.

Известно, что цитохром Р450 (CYP) играет огромную роль в детоксикации ксенобиотиков. Важнейшим свойством CYP является множественность его форм и индуцибельность. Интересным моментом является феномен видоспецифичности: одни и те же вещества способны по-разному влиять на индукцию одной и той же изоформы CYP у разных видов животных. Так 2,4,6-трифенилдиоксан-1,3 (TPD) является эффективным индуктором CYP2B в печени крыс, но не мышей. В нашей лаборатории были синтезированы структурные аналоги TPD, различные заместители были введены в пара-положение второго фенила молекулы TPD.

Целью настоящей работы было исследование видоспецифичных эффектов структурных аналогов TPD на индукцию CYP2B в печени лабораторных животных.

Самцы крыс и мышей были обработаны производными TPD. Было показано, что введение различных модификаций в молекулу исходного соединения приводит к изменению индуктивных свойств, разные вещества по-разному влияют на ферментативную активность CYP2B у разных видов лабораторных животных. Часть из исследованных соединений вызвали увеличение ферментативной активности CYP2B в печени крыс, вместе с тем подобный эффект не выявлен при введении этих же соединений мышам. Одно из производных TPD никак не повлияло на микросомальную систему печени крыс, однако вызвало увеличение активности CYP2B в печени мышей. Для оценки силы и эффективности исследуемых соединений был исследован дозозависимый эффект.

В дальнейшей серии экспериментов вестерн блот анализом было показано, что увеличение активности CYP2B связано с увеличением количества белка. Чтобы ответить на вопрос, какие молекулярные механизмы вовлечены в изменение ферментативной активности при действии введенных препаратов, мы определили уровень экспрессии гена cyp2b10 методом мультиплексной ОТ-ПЦР и провели хроматиновую иммунопреципитацию (CHIP) с антителами против CAR белка. Было показано, что увеличение количества фермента и его активности опосредованно увеличением количества мРНК. Экспрессия гена cyp2b сопровождается увеличением количества связанного транскрипционного фактора, ядерного рецептора CAR, с дистальным промотором генов cyp2b (PBREM). Таким образом, нами был подтвержден транскрипционный механизм индукции фермента и получено доказательство участия CAR в механизме видоспецифичной индукции CYP2B производными TPD.

Можно предположить, что видоспецифичный эффект исследованных структурных аналогов TPD зависит от аминокислотной последовательности, входящей в состав лиганд-связывающего домена CAR.

В настоящее время имеются немногочисленные данные о том, какие аминокислоты выполняют непосредственное участие в связывании рецептора с лигандами у разных видов животных.

Работа выполнена при финансовой поддержке ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 года (РК № 14.740.11.1054 и ГК № 16.740.11.0631) Научный руководитель – канд. биол. наук В. О. Пустыльняк ИНГИБИРОВАНИЕ ГЕНОТОКСИЧЕСКИХ СВОЙСТВ БЕНЗ(А)ПИРЕНА ТРИТЕРПЕНОВЫМИ СОЕДИНЕНИЯМИ CHAMAENERION ANGUSTIFOLIUM Т. С. Фролова Институт органической химии им. Н. Н. Ворожцова СО РАН Институт цитологии и генетики СО РАН Новосибирский государственный университет Технический прогресс привёл не только к интенсивному развитию современных отраслей промышленности. Тысячи новых органических соединений появились в нашем быту, многие из которых это высокотоксичные вещества, обладающие канцерогенными, мутагенными и тератогенными свойствами.

Одно из первых мест по урону, наносимому окружающей среде, занимают полиароматические углеводороды – органические соединения, для которых характерно наличие в химической структуре трех и более конденсированных бензольных колец. Основными источниками эмиссии техногенных полиароматических углеводородов в окружающую природную среду являются предприятия энергетического комплекса, автомобильный транспорт, металлургическая, химическая и нефтеперерабатывающая промышленность. В основе практически всех техногенных источников полиароматических углеводородов лежат термические процессы, связанные со сжиганием и переработкой органического сырья: нефтепродуктов, угля, древесины, мусора, пищи, табака и др.

К полиароматическим углеводородам относится бенз(а)пирен – наиболее типичный канцероген.

Бенз(а)пирен способен накапливаться в организме, поэтому опасен даже в малых концентрациях. Таким образом, многие объекты окружающей среды могут являться вторичными его источниками, сами не обладая способностью к синтезу. Бенз(а)пирен также является промутагеном – его мутагенные свойства проявляются только после попадания в организм и включения в процессы метаболизма. Следует отметить, что печень человека не способна обезвреживать полиароматические углеводороды, в том числе и бенз(а)пирен.

В данной работе изучалось ингибирование генотоксических свойств бенз(а)пирена тритерпеновыми кислотами и их производными, полученными из лекарственного сырья иван-чая узколистного (Chamaenerion angustifolium).

Под генотоксичностью подразумевается способность соединений вызывать повреждения ДНК, приводящие к блоку репликации (у Escherichia coli в данном случае). В литературе имеются сведения об антимутагенных и антигенотоксических свойствах основных тритерпеновых кислот иван-чая – урсоловой и олеаноловой, а также их производных. На самом же деле, спектр тритерпенов гораздо шире. Так при изучении липофильной фракции экстракта лекарственного сырья иван-чая нами впервые было обнаружено 6 тритерпеновых кислот: олеаноновая, урсоновая, помоловая, ацетилолеаноловая, ацетилурсоловая, бетулиновая. Некоторые из этих кислот, а также их метиловых эфиров, были проверены с помощью SOS-хромотеста на наличие генотоксических и антигенотоксических свойств.

Сырье иван-чая узколистного было заготовлено на территории ЦСБС СО РАН 30 июня 2010 года. После высушивания и измельчения на шнековой дробилке проводилась экстракция метил-трет-бутиловым эфиром, обеспечивающим практически полное извлечение тритерпеновых компонентов. Из этих суммарных вытяжек экстракцией водноспиртовым раствором щелочи были получены фракции свободных кислот, состав которых анализировался с помощью хромато-масс-спектрометрического анализа. Очистка целевых компонентов производилась на хроматографической колонке. В итоге были получены образцы помоловой и бетулиновой кислот, их метиловых эфиров, а также бетулоновой кислоты с чистотой 90-92 %.

Эти соединения и использовались для исследования.

SOS-хромотест является классическим микробиологическим тестом, который, как правило, используют на первых этапах исследования. Он достаточно прост в исполнении и быстро дает результат, что позволяет отсеять большинство веществ, обладающих генотоксическими свойствами. Эксперимент проводился по стандартной методике, предложенной Quillardet и Hofnuhg (1985), с дополнениями Mersch-Sundermann et al. (1991). В ходе исследования было показано, что изучаемые тритерпены не обладают генотоксическими свойствами даже в наивысшей доступной концентрации. При проверке защитных свойств против бенз(а)пирена было показано существенное ингибирование его действия. Для более точных результатов необходимо провести несколько повторностей эксперимента.

Таким образом, в ходе работы установлено, что соединения из лекарственного сырья иван-чая узколистного являются достаточно перспективными в плане изучения их антигенотоксических свойств.

Известно, что антигенотоксичность зачастую коррелирует с антимутагенными и антикарциногенными свойствами, что еще раз подтверждает необходимость исследования свойств тритерпеновых компонентов.

Научные руководители – канд. хим. наук, доцент Т. П. Кукина, канд. биол. наук, доцент О. И. Синицина СПЕКТРАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПОЛИЦИКЛИЧЕСКИХ АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ С БЕЛКАМИ А. Ф. Серикова Саратовский государственный технический университет Среди множества токсичных веществ, образующихся при производстве энергии сжиганием ископаемых видов топлива, на предприятиях нефтехимической, металлургической, целлюлозно-бумажной промышленности, наиболее опасными являются вещества группы полициклических ароматических углеводородов (ПАУ). Воздействие ПАУ на человека происходит при вдыхании загрязненного воздуха, табачного дыма, приёме загрязненной воды и пищи, а также при попадании на кожу сажи, смолы, нефти [1].

Известно, что токсиканты, попавшие в кровоток, могут вступать во взаимодействие с протеинами плазмы крови [2]. Поэтому в практическом отношении особый интерес представляет изучение взаимодействия экотоксикантов с транспортными белками.

Цель работы – исследование взаимодействия экотоксикантов ПАУ с альбуминами. В качестве модельных систем взяты растворы сывороточного альбумина человеческого (САЧ) и бычьего сывороточного альбумина (БСА). Исследование структурных изменений белковых макромолекул проводилось методом люминесцентного зонда – пирена, вибронная структура спектра флуоресценции которого чувствительна к изменению полярности микроокружения его молекул. Флуоресцентные зонды широко применяются при изучении свойств биологических мембран, а также структурных изменений в белках [3, 4]. Пирен является одним из наименее токсичных представителей группы ПАУ, что определяет выбор данного вещества для экспериментальных исследований взаимодействия ПАУ с альбуминами.

В качестве аналитического сигнала, позволяющего судить о степени взаимодействия, применялась интенсивность сигнала флуоресценции зонда. Применение люминесцентных зондов, обладающих значительно большей, чем хромофоры белка, интенсивностью люминесценции, перспективно для исследования структурной динамики белков, потому что позволяет осуществить закрепление зондов в интересующих областях глобулярной белковой молекулы.

Было проведено сравнительное изучение спектров флуоресценции люминесцентного зонда пирена в воде и в растворах САЧ и БСА. Значения индексов полярности пирена, определенные нами по отношению интенсивности первого максимума флуоресценции I1 к третьему I3 приведены в таблице.



Pages:     | 1 |   ...   | 12 | 13 || 15 | 16 |   ...   | 20 |
 



 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

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.