Технология производства бактериальных удобрений

С целью стимулирования деят-ти почв микрофлоры применяют бакт.удобрения, которые обогащают ризосферу растения полезными микроорганизмами.

Нитрагин: бакт удобрение, приготовленное на основе активных жизнеспособных клубеньковых бактерий из р. Rhizobium, предназначен для почв урожая бобовых растений. Бактерии в симбиозе с боб раст способны фиксировать свобод азот, превращая его в соединение легкоусвояемые раст. Бактерии – строгие аэробы. Среди них выделяют:

- активные; - малоактивные; - неактивные.

Фиксация азота возможна только в образующихся в корневой системе раст клубеньках.Заражения корн с-мы происх только через молод корн волоски;. месте локализации бактерий на корне обр-ся клубеньки. Если они красноватые или розоватые, в них пигмент-легоглобин, то эти бактерии способны фиксировать молекулярный азот.

Бактерии синтезируют ферментативную систему с нитрогеназной активностью, восстанавливают молекулярный азот до аммиака. Налажено произ-во 2х видов нитрагина: почвенного и сухого. Почвен представ собой культуру клубеньковых бактерий,выращ в стерильной почве. Технология его произ-ва имеет ограниченное значение в виду сложности и трудоемкости.Сухой- порошок светло-серого или коричневого цвета.

Промыш произ-во нитрагина построено по схеме: для произ-ва посевного материала исходную культуру клубеньков бактер выращ сначала на агаризованной среде, затем полученную культуру размножают в колбах на жидкой питательной среде в теч-е 1-2 сут. Готовую культуру перед в посев аппарат и продолж выращ в усл-ях постоян перемешивания и принудительной аэрации. К концу процесса культивирования штамм нах-ся в стадии опаясанных палочек. Готовую культур жидкость направл на сепарацию, в результате кот отделяется биомасса в виде пасты влажностью 70-80 %.Пасту смешивают с защит средой и напр на высуш-е. Процесс сушки осущ в вакуум-сушильных шкафах. Высушенную биомассу размалывают в штамм.

Препараты нитрагина прим на фоне фосфорно-калиевых и органических удобрений, кот повыш актиность клуб бактерий. Нитрагин способств увел урожайности бобо раст на 15-25%. Вносят препараты путем опудривания семян сухим нитрагином перед посевом.

Азотобактерин почвенный и торфяной. Эти виды представляют собой актив культуру азотобактерина, размытой на тв. питательной среде. Для их приготовления берут плодородную почву или разлагающийся торф с нейтрал реак-й среды+ до 2% извести и 0,1% суперфосфата. увлажняют на 40-60% и стерилизуют. Посев материал готовят на агаровых средах., Культивирование продолжается пока в 1г почвы не будет 50 млн бактерий. Использование препарата азотобактерина рекомендовано лишь в плодород почвах, содер фосфор и микроэл-ты. Способ применения сухого азотобактер зависит от особ-ей посев материала. Семена зерновых опудривают сухим препаратом.. Фосфобактерин. содержит споры Bacillus megaterius.Её выращивают глубин.способом.Пит.среды-кукуруз. экстракт, меласса.Культив-е проводят в асептич.условиях,пост.перемеш. и аэрация.Получен.в ходе культив-я биомассу кл. отделяют центрифугир-ем, высушывают в распыл.сушилке.в 1гр.-8млрд. кл. Он увелич.урожай зерновых,картофеля,сахарн.свеклы.

32. Истории биотехнологии растений 1839 г., Т. Schwann и М. Schleiden выдвинули теорию тотипотентности. Родоначальником экспериментов в б/т раст. был немецкий физиолог G. Haberlandt. Ему принадлежит заслуга разработки теорет. основ методов асептического выращивания изолированных органов и тканей раст. в искусственных условиях. В 1922 г. появились первые публикации L. Knudson, в которых он описывал разработанную им методику асимбиотического проращивания семян орхидных.

В начале XX в. G. Robbins и S. Kotte независимо друг от друга положили начало культивированию in vitro кончиков корней орхидных и почек различных растений.

1934 г. М. White опубликовал результаты успешного изучения культивирования in vitro растительных тканей и целых органов. Ему первому удалось сохранить жизнедеятельность и спровоцировать рост корней томатов, используя в качестве основных компонентов питательной среды глюкозу и дрожжевую вытяжку.

Бурное развитие исследований в области культуры тканей растений началось после того, как С. Went и F. Thimann в 1935-1937 гг. обнаружили в растительных тканях ауксин – ИУК. Открытие влияния ауксинов на рост и деление клеток сделало возможным исследование условий, необходимых для роста и развития клеток тканей и органов растений in vitro.

Первые опыты по культивированию in vitro зародышей цветковых растений провел К. Hanning в 1902 г. перед исследователями открылись предпосылки практического применения культур in vitro. F. Limasset и L. Comuet (1956), которые работали над размножением растений из конусов нарастания в асептической культуре, отметили, что используя этот метод, можно получить оздоровленные растения.

В 1954 г. W. Muir и его группа впервые получили в культуре in vitro целое растение из одной клетки. В 1960-х годах в лаборатории культуры тканей и морфогенеза, возглавляемой Р.Г. Бутенко, начаты работы по оздоровлению меристем растений и последующему их клональному размножению. В данном аспекте были изучены условия микроразмножения целого ряда ценных с/х и промышленных культур.

1951-1957. С использованием изолированных протопластов и генетических векторов на основе Ti-плазмид и баллистического введения генов в клетки и ткани реципиентов стало возможным получение трансгенных растений. На сегодняшний день получены трансгенные растения кукурузы, сои, пшеницы, картофеля, томатов и других с/х культур.

Л.A. Луговоя (2003) Метод флуид-дрилинга. Этот метод способствует быстрому и равномерному развитию всех растений, что в конечном счете приводит к более ранней уборке урожая. Последние 20-30 лет идет интенсивное накопление информации об особенностях культивирования различных видов мировой флоры в асептических условиях.

Существующие методы культивирования изолированных клеток и тканей in vitro условно можно разделить на 2 группы.

1: оплодотворение in vitro), культивирование семяпочек и незрелых гибридных зародышей,получение гаплоидов путем культивирования пыльников и микроспор,, клональное микроразмножение отдаленных гибридов.

2 методов: клеточная селекция с использованием каллусной ткани, соматическая гибридизация (слияние изолированных протопластов и получение неполовых гибридов),

применение методов генной инженерии. Оплодотворение in vitro можно осуществить 2 способами: а) культивирование на искусственной агаризованной пит. среде завязи с нанесенной на нее готовой пыльцой; б) завязь вскрывается и на питатель­ную среду переносятся кусочки плаценты с семяпочками, на ткани плаценты культивируется готовая пыльца. прошло ли оплодотворение in vitro или нет, можно по быстро увеличивающимся в размерах семяпочкам. Выращивание зародышей в искусственной питательной среде называется эмбриокультурой. Среда для выращивания зрелого зародыша может быть простой, без добавок физиологически активных веществ) или любая другая, содержащая минеральные соли и сахарозу.

33 Для организации биотехнологической лаборатории необходимы просторные изолированные помещения, а также современное оборудование и высококачественные реактивы.

Для удобства проведения дезинфекции полы и стены в помещениях должны иметь кафельное покрытие, а потолок должен быть побелен. Оборудование моечной комнаты: мойки с горячей и холодной водой; дистиллированная вода; дистилляторы и бидистилляторы; сушильные шкафы с режимом работы для сушки посуды – до 100–130оС, для инструментов – до 170оС; шкафы для хранения чистой посуды и инструментов, емкости для хранения моющих средств, вытяжные шкафы с эксикаторами для хромпика (H2SO4 98 % + K2CrO7).

Оборудование комнаты для приготовления питательных сред: лабораторные столы; холодильники для хранения маточных растворов солей, гормонов и витаминов; аналитические и торсионные весы; иономер; магнитные мешалки; плитки, газовые горелки; набор посуды (колбы, стаканы, мерные цилиндры, мензурки, пробирки и др.), необходимый набор химических реактивов надлежащей степени чистоты (ХЧ, Ч, ЧДА).

Оборудование помещения для стерилизации: автоклавы с режимом работы – давление 1–2 атмосферы и температура 120^оС; стеллажи для штативов с питательными средами; шкафы для хранения стерильных материалов. Данное помещение должно быть оборудовано приточно-вытяжной вентиляцией и иметь канализационный слив для отвода конденсата из автоклава.

Оборудование комнаты для инокуляции растительных эксплантов на питательные среды: ламинар-боксы, лабораторные столы, стеллажи, бактерицидные лампы, шкафы для материалов и оборудования. Помещение, где ведутся работы с культурами тканей необходимо периодически стерилизовать ультрафиолетовыми лампами (кварцевать).

Оборудование культуральных комнат: световое отделение – источники освещения со спектром близким к спектру дневного света (от 3 до 10 kLx), кондиционер для регуляции температуры (25+ – 2оС) и влажности воздуха (70 %), стеллажи для штативов с культивируемым материалом; темновое отделение – с тем же оборудованием, исключая источники освещения. Для культивирования эксплантов на питательной среде желательно использовать термостаты или хладотермостаты, способные с высокой точностью поддерживать задаваемые режимы температуры и влажности воздуха.

Необходимый набор посуды, инструментов и материалов в биотехнологической лаборатории: мерные колбы, колбы Эрленмейера, химические стаканы, мерные цилиндры, чашки Петри, пробирки, бутылки, пипетки, стеклянные палочки, стеклянные и мембранные фильтры, ланцеты (в том числе глазные, хирургические, анатомические), ножницы, пинцеты, ножи, бритвенные лезвия, препарировальные иглы, шпатели, бумага (оберточная, пергаментная, фильтровальная), фольга алюминиевая, вата, марля, шпагат.