Активность микроорганизмов рода Azotobacter в почвах города Астрахани

1.

Федеральное агентство по рыболовству
Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего образования
«Астраханский государственный технический университет»
Система менеджмента качества в области образования, воспитания, науки и инноваций сертифицирована DQS
по международному стандарту ISO 9001:2015
Институт рыбного хозяйства, биологии и природопользования
Направление подготовки 06.03.01 «Биология»
Профиль «Микробиология»
Кафедра «Прикладная биология и микробиология»
ВЫПУСКНАЯ БАКАЛАВРСКАЯ РАБОТА
«Активность микроорганизмов рода Azotobacter в почвах города
Астрахани»
Работу выполнил ст. гр. ДББМ – 41
Куаталиева Д. Т.
Руководитель ВКР
к.б.н., доц. Пархоменко А. Н.
Астрахань - 2017

2.

Целью
активности
работы
являлось
бактерий
рода
исследование
Azotobacter,
выделенных из почв города Астрахани.
2

3.

Для решения данной цели были поставлены
следующие задачи:
1. Выделение и определение численности
микроорганизмов рода Azotobacter из различных
образцов почв
2. Определение культурально-морфологических и
некоторых физиолого-биохимических свойств
выделенных микроорганизмов
3. Идентификация выделенных чистых культур
микроорганизмов
4. Исследование на наличие антагонизма в отношении
фитопатогенных грибов
5. Определение антибиотикорезистентности чистых
культур азотобактера
3

4.

1
2
4
3
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
4
21
22
23
24
25
26
27

5.

отбор проб почв (5 образцов)
определение влажности и гумусового состояния почв
выделение и учет численности микроорганизмов рода Azotobacter
выделение чистых культур (27)
работа с культурами
1.идентификация
выделенных
культур
• описание
культуральноморфологических
свойств
• изучение физиологобиохимических
свойств
2.определение
токсичности
почв по
отношению к
Azotobacter
3.определение
антибиотикор
езистентности
выделенных
культур
4.исследовани
е на наличие
антагонизма в
отношении
фитопатогенн
ых грибов
5

6.

Отбор проб почв
Выделение и определение численности микроорганизмов рода Azotobacter (посев
методом комочков)
Выделение чистых культур микроорганизмов
Изучения культуральных и морфологических признаков
Определение физиолого-биохимических свойств выделенных культур
Идентификация выделенных культур микроорганизмов
Выявление токсических свойств почв по отношению к выделенным культурам
микроорганизмов
Исследование на наличие антагонизма в отношении фитопатогенных грибов
6
Определение чувствительности выделенных культур к антибиотикам

7.

Влажность почвы, %
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
Содержание углерода и гумуса, %
Образцы проб почв
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
содержание
углерода
содержание
гумуса
7
Образцы проб почв

8.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Изучение токсических свойств почв
контроль
сквер им. Г.Алиева
лесная зона
заброшенный парк
новостройка
завод «Карон»
8

9.

Численность микроорганизмов, %
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
94,6
84,8
52,8
21,41
заброшенный
парк
26,5
лесная зона
завод "Карон"
сквер им.
Гейдара Алиева
новостройка
Пробные площади
Относительное содержание в почвах изучаемых пробных
площадей бактерий рода Azotobacter
9

10.

1
2
4
3
5
6
7
8
Сквер им. Г.Алиева
9
10
15
11
Новостройка
16
21
17
Завод
«Карон»
22
12
13
18
23
14
19
24
20
25
Лесная зона
10
27
Заброшенный парк
26

11.

Результаты исследований
1
2
3
4
5
6
7
8
Сквер им. Г.Алиева
9
10
11
Новостройка
12
13
14
11

12.

Результаты исследований
15
16
17
18
19
20
Завод «Карон»
21
22
23
24
25
Лесная зона
26
27
Заброшенный парк
12

13.

5
4
3
2
1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
21
22
23
24
Сквер им. Г.Алиева
Лесная зона
Выделенные штаммы
Интенсивность роста,
баллы
Интенсивность роста,
баллы
Результаты исследований
25
26
27
Заброшенный парк
5
4
3
2
1
0
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
новостройка
Завод «Карон»
Выделенные штаммы
20
13

14.

5
4
3
2
1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
21
Сквер им. Г.Алиева
22
23
24
Лесная зона
Выделенные штаммы
Интенсивность роста,
баллы
Интенсивность роста,
баллы
Результаты исследований
25
26
27
Заброшенный
парк
5
4
3
2
1
0
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
Новостройка
Завод «Карон»
Выделенные штаммы
20
14

15.

Интенсивность роста,
баллы
Результаты исследований
5
4
3
2
1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
21
Сквер им. Г.Алиева
22
23
24
25
Лесная зона
27
Заброшенный
парк
Выделенные штаммы
Интенсивность роста,
баллы
26
5
4
3
2
1
0
9
10
11
12
13
14
15
16
Новостройка
Выделенные штаммы
17
18
19
Завод «Карон»
20
15

16.

Интенсивность роста,
баллы
Результаты исследований
5
4
3
2
1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
20
21
Сквер им. Г.Алиева
22
23
24
25
Лесная зона
27
Заброшенный
парк
Выделенные штаммы
Интенсивность роста,
баллы
26
5
4
3
2
1
0
9
10
11
12
13
14
15
Новостройка
Выделенные штаммы
16
17
18
19
Завод «Карон»
16

17.

Интенсивность роста,
баллы
Результаты исследований
5
4
3
2
1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
21
22
23
24
25
Интенсивность роста,
баллы
Сквер им. Г.Алиева
Лесная зона
Выделенные культуры
26
27
Заброшенный
парк
5
4
3
2
1
0
9
10
11
12
13
14
15
16
Новостройка
17
18
Завод «Карон»
Выделенные культуры
19
20
17

18.

Результаты исследований
завод "Карон"
новостройка
17%
50%
33%
20%
A. Chroococcum
(2 культуры)
A. Vinelandii (3
культуры)
A. Beijerinckii (1
культура)
сквер им. Гейдара Алиева
12,5%
80%
лесная зона
A. Chroococcum
(4 культуры)
A. Beijerinckii (1
культура)
заброшенный парк
16%
87,5%
A. Chroococcum
(6 культур)
A. Beijerinckii (1
культура)
50%
34%
A. Chroococcum
(3 культуры)
A. Vinelandii (2
культуры)
A. Beijerinckii (1
культура)
100%
A. Chroococcum
(2 культуры)
18

19.

Результаты исследований
Зона подавления роста,
мм
Антагонистическая активность в отношении Fusarium culmorum
A. Vinelandii
60
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
1
2
3
4
5
6
7
8
A. Vinelandii
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27
Исследуемые культуры
Зона подавления роста, мм
Антагонистическая активность в отношении Cladosporium sp.
60
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
A. Chroococcum
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27
Исследуемые культуры
19
1-8 сквер им. Гейдара Алиева
15-20 завод "Карон"
26-27 заброшенный парк
9-14 новостройка
21-25 лесная зона

20.

Результаты исследований
Зоны подавления
роста, мм
Антагонистическая активность в отношении Alternaria tenuissima
60
50
40
30
20
10
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27
Исследуемые культуры
Зона подавления
роста, мм
Антагонистическая активность в отношении Fusarium graminearum
60
50
40
30
20
10
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27
Исследуемые культуры
Зона подавления
роста, мм
Антагонистическая активность в отношении Fusarium sporotrichales
60
50
40
30
20
10
0
20
1
2
3
4
5
6
7
1-8 сквер им. Гейдара Алиева
21-25 лесная зона
8
9
10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27
Исследуемые культуры
9-14 новостройка
15-20 завод "Карон"
26-27 заброшенный парк

21.

2
4
11
18
Завод «Карон»
26
13
22
27
Заброшенный пар
7
Сквер им. Гейдара
Алиева
15
Новостройка
21
Лесная
23

22.

ВЫВОДЫ
1. Из всех исследуемых почвенных образцов выделены бактерии рода Azotobacter. Содержание
азотобактера максимально в почве строительной площадки (94,6 %) и в почвах сквера им.
Гейдара Алиева (84,8 %). Минимальное содержание отмечено в лесной зоне и в заброшенном
парке (21,41 и 26,5 %) соответственно.
2. Результаты исследования культурально-морфологических признаков выделенных микроорганизмов
показали, что для колонии, выделенных из почвенных образцов заброшенного парка, завода «Карон» и сквера
им. Г. Алиева характерен аномальный растекающийся рост, сильное ослизнение, темно-коричневая
пигментация. Колонии остальных образцов почв характеризуются складчатой поверхностью с желтоватой или
со светло-коричневой пигментацией.
Более активный рост наблюдался в среде с мальтозой в качестве единственного источника
углерода. Наименьшая активность отмечена на среде с рамнозой
3. На основании проведенного исследования установили, что исследуемые культуры № 7, 10,
18 и 20 предположительно идентифицированы нами как Azotobacter beijerinckii, культуры № 9,
11, 12, 21 и 25 – Azotobacter vinelandii, остальные культуры (№ 1-6, 8, 13-17, 19, 22, 23, 24, 26, 27 –
Azotobacter chroococcum.
4. В условиях взаимодействия с культурами азотобактера рост фитопатогенных грибов подавляется, а
именно вокруг колоний бактерий образуются зоны подавления роста микромицетов, а также изменение
пигментации мицелия. Изучаемые культуры обладают широким спектром антагонистической активности в
отношении фитопатогенного гриба F.culmorum и Cladosporium sp. По отношению к Alt. tenuissima,
F.graminearum и F. sporotrichales антагонистическая активность выражена слабо.
5. Выделенные культуры были резистентными к 3 антибиотическим препаратам (амфотерицину (5
культур), оптохину (2 культуры) и нистатину (6 культур)) и чувствительными к 2 антибиотикам
22
(сульфаниламиду – 8 и клотримазолу – 11). Устойчивостью ко всем антибиотикам выявлена у 7 исследуемых
штаммов азотобактера, выделенных из различных типов почв.

23.

23

24.

№ пробы
Вес пустого
Навеска
бюкса, гр
почвы+бюкс,
ва (стало),
ь почвы
гр
гр
(W), %
16,06
17,06
16,98
8
Завод «Карон» (2)
14,16
15,18
15,07
11
Новостройка (3)
16,49
17,49
17,45
4
Сквер (4)
14,08
15,08
14,99
9
Лесная зона (5)
15,02
16,05
15,88
17
Заброшенный
Бюкс+поч Влажност
парк (1)
24

25.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Гумусовое состояние почв
Проба почвы, №
Содержание
Содержание
углерода, %
гумуса, %
Заброшенный парк (1)
1,404
2,42
Завод «Карон» (2)
1,46
2,51
Строительная площадка
1,2
2,06
7,92
13,65
6,36
10,96
(3)
Сквер им. Гейдара
Алиева (4)
Лесная зона (5)
25

26.

Результаты исследований
1
2
3
4
5
6
26
7
8
9

27.

Результаты исследований
10
11
12
13
14
15
27
16
17
18

28.

Результаты исследований
19
20
21
22
23
24
28
25
26
27

29.

Результаты исследований
1
2
3
4
5
6
29
7
8
9

30.

Результаты исследований
10
11
12
13
14
15
30
16
17
18

31.

Результаты исследований
19
20
21
22
23
24
31
25
26
27

32.

выделение чистых культур (27)
работа с культурами
описание
культуральноморфологическ
их свойств
выделенных
культур
описание
культура
льных
свойств
изучение
морфоло
гических
свойств
исследование на
наличие
антагонизма в
отношении
фитопатогенных
грибов
выявление
чувствительности
у выделенных
культур к
антибиотикам
амфотер
ицин В
сульфан
иламид
оптохин
клотрим
азол
нистати
н
Fusarium
culmorum
Alternaria
tenuissima
32

33.

Результаты исследований
Зона подавления роста, мм
Антагонистическая активность в отношении Fusarium culmorum
60
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27
Исследуемые культуры
1-8 сквер им. Гейдара Алиева
9-14 Новостройка
15-20 завод "Карон"
21-25 Лесная
26-27 Заброшенный парк
33

34.

Результаты исследований
Зона подавления роста, мм
Антагонистическая активность в отношении Cladosporium sp.
60
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27
Исследуемые культуры
1-8 сквер им. Гейдара Алиева
9-14 новостройка
15-20 завод "Карон"
21-25 лесная зона
26-27 заброшенный парк
34

35.

Результаты исследований
Зона подавления роста, мм
Антагонистическая активность в отношении Fusarium graminearum
60
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27
Исследуемые культуры
1-8 сквер им. Гейдара Алиева
9-14 новостройка
15-20 завод "Карон"
21-25 лесная зона
26-27 заброшенный парк
35

36.

Результаты исследований
Зона подавления роста, мм
Антагонистическая активность в отношении Fusarium sporotrichales
60
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27
Исследуемые культуры
1-8 сквер им. Гейдара Алиева
9-14 новостройка
15-20 завод "Карон"
21-25 лесная зона
26-27 заброшенный парк
36