Toshkent kimyo-texnologiya instituti
Yüklə 2,16 Mb. Pdf görüntüsü
|
|
1
TA’LIM VAZIRLIGI TOSHKENT KIMYO-TEXNOLOGIYA INSTITUTI
Qo’lyozma huquqida UDK 579. 85.631.461.557.633.
Otanazarov Denis Xudaynazarovich
Tuproq unumdorligini oshirishda Bradyrhizobium japonicum bakteriyasi shtammlarining faolligini aniqlash
Mutaxassislik: 5A320501- biotexnologiya (oziq-ovqat, ozuqa, kimyoviy mahsulotlar va qishloq xo‘jaligi uchun biopreparatlar ishlab chiqish) Magistrlik akademik darajasini olish uchun DISSERTATSIYA
Ilmiy rahbar: b.f.n., dotsent Qobilov G‘.U. Toshkent - 2016 2
VAZIRLIGI TOSHKENT KIMYO-TEXNOLOGIYA INSTITUTI
Magistratura bo‘limi
Otanazarov Denis Xudaynazarovich Kafedra: ”Biotexnologiya” Ilmiy rahbar: b.f.n., dotsent Qobilov G‘.U. O‘quv yili: 2015-2016 Mutaxassislik: 5A320501- biotexnologiya (oziq-ovqat, ozuqa, kimyoviy mahsulotlar va qishloq xo‘jaligi uchun biopreparatlar ishlab chiqish)
shtammlarining faolligini aniqlash” mavzusidagi magistrlik dissertatsiyasi ANNOTATSIYASI Mavzuning dolzarbligi: Dukkakli o‘simlik birinchi marta tuproqqa qadalganda, rizobiyning o‘ziga xos shtammalari odatda uncha ko‘p sonli bo‘lmaydi va azotni to‘plashning yuqori darajasini ta’minlash maqsadida hosilning sezilarli darajada o‘sishiga olib keluvchi sun’iy inokulyasiya zarur hisoblanadi. Dukkakli o‘simliklarni ko‘p yillar mobaynida yetishtirish natijasida tuproqda ko‘psonli maxsus rizobiylar populyasiyasi shakllanadi. Qishloq xo‘jalik ekinlaridan unumli hosil ko‘tarish jarayonini va tuproqda mikrobbiokimyoviy jarayonlarni boshqarish qishloq xo‘jalik fanida yangi yo‘nalish - tuproq biotexnologiyasini paydo bo‘lishiga olib keldi. Bu yo‘nalish tuproq sharoitida mikroorganizmlar tarkibini o‘rganish va boshqarish muammolariga asoslangan bo‘lib, mikroorganizmlar faoliyatini boshqarish va ular tomonidan olib borilayotgan metabolitik reaksiyalarni, qishloq xo‘jalik ekinlari hosildorligini oshirishga yo’naltirishni taqazo etadi. Dukkakli o‘simliklarda azotni to‘plovchi simbiozning kelgusi rivojlanishi
zararlanishiga javoban yuzaga keladi. Tabiatda mazkur o‘simlik simbiontlari birikkan azotni etkazuvchi sifatida muhim o‘ringa ega.
3 Ma’lumki, qishloq xo‘jalik ekinlarini hosildorligini oshirishda biologik preparatlardan ya’ni asosan bakterial preparatlardan foydalaniladi. Ammo, keyingi yillarda eng dolzarb muammolardan biriga aylanayotgan ekologik holatning buzilib borishi, tuproq mikroflorasi, uning fizik kimyoviy tarkibi, suv havzalarining ifloslanishi,
bular oqibatida insonlar va issiq qonli hayvonlar organizmida keskin salbiy oqibatlar hosil bo‘layotganligi kimyoviy preparatlardan foydalanish imkoniyatlarini chegaralanib bormoqda.
Keyingi vaqtlarda qishloq ho‘jalik ekinlarini hosildorligini oshirish va tuproqlar unumdoligini oshirish maqsadlarida rizobakteriyalardan Bradyrhizobium, Azotobacter, Azospirillum va Rhizobium avlodi vakillaridan foydalanishga alohida e’tibor berilmoqda. Chunki, bu avlodlar vakillari boshqa rizobakteriyalarga qaraganda o‘simliklar uchun optimal miqdorlarda azot va bir qator fiziologik faol moddalar, jumladan fitogormonlar - auksinlar, gibberellin tabiatli moddalar sintezlaydi, tuproqlardagi qiyin eruvchan fosfatlarni harakatchan shakllarga o‘tkaza oladi. Bakterial o’gitlar tuproqning oziqalik rejimiga ta’sir etuvchi foydali mikroorganizmlarning rivojlanishiga yordam beradi. Mikroorganizm va bakteriyalardan biologik usulda tayyorlangan bu o’gitlarning ta’sirchanligi bakteriyalarning turiga va uning tugri qo’llanishiga xamda sharoitga bog’liq. Shu boisdan ushbu magistrlik ilmiy tadqiqot ishimda tuproq unumdorligini oshirishda Bradyrhizobium japonicum bakteriyalari shtammlarining ustida ilmiy tadqiqot ishlari olib bordim.
Bradyrhizobium japonicum bakteriyalarining kulturalarini toza holda ajratib olish, ularni morfologik, fiziologik biokimyoviy xususiyatlarini o‘rganish, ajratilgan shtammlar asosida tayyorlangan
bakterial preparatlarni qishlok xo’jaligida foydalanib ularni tuproq unumdorligini oshirish maqsadida foydalaniladi. Shu boisdan quyidagilar amalga oshrilishi lozim bo‘lgan vazifalar sifatida belgilab olindi:
- Bradyrhizobium japonicum bakteriyalarining shtammlarini ajratib olish; 4 - ajratib olingan shtammlarning morfologik, fiziologik va bikimyoviy xususiyatlarini o‘rganish; - Qishloq xo‘jalik ekinlaridan unumli hosil ko‘tarish jarayonini va tuproqda mikrobbiokimyoviy jarayonlarni boshqarish. - tuproq sharoitida mikroorganizmlar tarkibini o‘rganish va mikroorganizmlar faoliyatini boshqarish. Tadqiqot uslubiyati va uslublari: Kulturalarni o‘stirish va saqlashda asosan №79 ozika muxitiga (g/l)- mannit -10,0; drojjevoy ekstrakt – 1,0; K 2 HPO
4
- 0.5; CaSO 3 – sledi; NaCl – 0,1; pH 7.0; MgSO 4 – 0,2; agar-agar – 20,0, dist. Suv - 1 l, agar-20, pH-7.0) dan foydalanildi. Tekshirishlarni asosan MBI-3 yorug‘lik mikroskopida olib bordik (LOMO, Rossiya). Kulturalarni bo‘yashda fuksin va Kongo qizil bo‘yog‘idan foydalanildi. Shtammlarning morfologik- kultural va fiziologik-biokimyoviy xususiyatlari umumiy qabul qilingan mikrobiologik usullar yordamida Berdji aniqlagichi asosida aniqlanadi. Bakterial kulturalar suyuq ozuqa muhitiga ekib, 28-30 0 C haroratda, 36-48 saot davomida mikrobiologik chayqatgich yordamida minutiga 180-200 aylanma harakatda o‘stirildi. Ilmiy yangiligi: Ajratib
olingan Bradyrhizobium japonicum bakteriyalarining morfologik, fiziologik va biokimyoviy xususiyatlari o‘rganildi. Bakteriyalarning o’sishi va yuqori hosil to‘plashi uchun me’yoriy o‘stirish biotexnologiyasi ishlab chiqildi va oziqa muhiti tanlandi. Hujayralar sonining tez ko‘payishi va yuqori to‘plashining yorug‘lik, harorat va muhitidagi ozuqa moddalarning miqdoriga bog‘liqligi aniqlandi. Ishning amaliy ahamiyati: Tadqiqotlar asosida Bradyrhizobium japonicum
bakteriyalari asosida tayyorlangan bakterial preparatlarni qishloq xo’jaligida foydalanib ularni tuproq unumdorligini oshirish maqsadida foydalaniladi. Natijalarning e’lon qilinganligi. Dissertatsiya ishining asosiy natijalari 2 ta maqola anjuman ma’ruzalarida e’lon qilingan. Dissertatsiyaning tuzilishi va hajmi. Dissertatsiya ishi kirish, uchta bob, xulosa, ishlab chiqarishga tavsiyalar, qo‘llanilgan adabiyotlar ro‘yxati va 5 ilovalardan iborat. Dissertatsiya ishi 83 iborat bo‘lib, kompyuter uslubida yozilgan, 7 ta rasm va 9 ta jadvallarga ega. Qo‘llanilgan adabiyotlar ro‘yxati 45 ta.
Ish bajarilgan joy. Tadqiqot ishi Toshkent kimyo texnologiya instituti va O‘zR FA Mikrobiologiya instituti, Mikroorganizmlar molekulyar biologiyasi va genetikasi laboratoriyasida bajarilgan.
natijalarga asoslanib,
Bradyrhizobium japonicum bakteriyalari asosida tayyorlangan bakterial preparatlarni qishloq xo’jaligida foydalanib ularni tuproq unumdorligini oshirish maqsadida foydalaniladi.
Ilmiy rahbar: ___________________ imzo Magistratura talabasi: ___________________ imzo
. 6
EDUCATION REPUBLIC OF UZBEKISTAN TASHKENT CHEMICAL-TECHNOLOGICAL INSTITUTE Faculty: Master’s department Master’s student: Otanazarov Denis Hudaynazarovich Chair: ”Biotechnology” Scientific leader: c.ph.sc.docent Qobilov G.U. Education year: 2015-2016 Speciality: 5A320501-biotechnology (food-feed, chemical productsand production of biopreparators for agriculture
first time, specific shtammes of risoby usually is less numerous, and in order to provide a high level of collecting nitrogen, artificial inoculation, which causes to the significant level increase is very important. As the result of cultivation of bean plants over the years, the population of numerous specific rizoby in the soil is formed.
The process of increasing the efficiency of agricultural plants and managing the microbiological processes in the soil are the new directions in the agricultural subject-caused to the appearance of soil biotechnology. This direction is based on learning and managing the mi сroorganisms structure in soil condition, it demands directing to the increase the harvest of agriculture plants, managing the mi сroorganism activity and metabolic reactions carried out by them. The future development of nitrogen collecting symbioz in bean plants,to Rhizobiaceae family including several seeds are affected by the cause of facterias. The given plant’s symbionts in the nature has a great role in delivering the united nitrogen also.
7
ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН ТАШКЕНТСКИЙ ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
Отдель Магистратура
Отаназаров Денис Худайназарович Кафедра: ”Биотехнология” Науч. руководитель: к.б.н., доцент Кобилов Г.У. Учеб. год: 2015-2016 Специальность: 5А320501 - Биотехнология (производство пищевых, кормовых, химических продуктов и биопрепаратов для сельского хозяйства)
бывает много особых штаммов ризобия и чтобы улучшать накопление азота в больших количествах необходимо использовать искусственную инокуляцию, при этом урожай значительно увеличивается. Чтобы увеличить урожайность и управлять микробиологическими процессами в почве в сельском хозяйстве появилась новая наука биотехнология почвы. Это направление изучает состав микроорганизмов в почве и проблемы их управление, управление деятельностью микроорганизмов и процессами метаболических реакции, пути улучшение плодотворность сельскохозяйственных растений. Чтобы обеспечить симбиотическую жизнь бактерий накопляющих азот и бобовых растений инфицируется несколько семян растений микроорганизмами семейство Rhizobiaceae. В природе этот симбиотическая жизнь играет важную роль проставлении азотистых соединений растениям. 8
Kirish
I BOB ADABIYOT MANBALARI SHARHI 1.1
Tuproq unumdorligini oshirishning biologik asoslari 1.2
Dukkakli o‘simliklar va rizobial bakteriyalar simbiozi 1.3
Tugunaklar hosil bo‘lish jarayoni, tugunak va rizosohali bakteriyalar dukkakli va qishloq xo‘jaligi o‘simliklari rizosohasida, tuproqning sho‘rlanishi
va azotli ozuqlanish o‘zgarishi va tuzli stressda o‘simlik rivojlanishining turlari 1.4
Dukkakli o‘simliklarning stress sharoitlarida dukkakli-rizobial simbiozi, tugunak bakteriyalarning tuproqda osmoadaptatsiyasi
1.5
Tugunaklar hosil bo‘lishining avtoregulyasiyasi va azotning o‘zlashtirilishi II BOB TADQIQOTLARNING MANBA VA USULLARI 2.1
Tajriba uchun xom ashyo manbalri 2.2.
Tuproq namunalarining kimyoviy tarkibi tahlili 2.3.
Bradyrhizobium japonicum shtammlarining sho‘rlanish va og‘ir metallarga chidamliligini aniqlash.
MUXOKAMASI 3.1.
Tadqiqot ob’ektlarining morfo-kultural, fiziologik va biokimyoviy xususiyatlarini o‘rganish
3.2.
Tuproqda mikrob senozlari faoliyatini boshqarish, organik va mineral o‘g‘itlar, almashlab ekish
3.3.
Tuganak bakteriyalarning tuproqda azot muvozanatidagi roli va bakteriyalar asosida preparatlar tayyorlash texnologiyasi
Хulosa
Foydalanilgan adabiyotlar
Ilovalar
9
Dukkaklilar butun dunyo bo‘ylab tarqalgan va iqtisodiy qiymatiga ko‘ra boshoqlilardan keyingi ikkinchi o‘rinni egallaydi. Dukkaklilar dunyoda ishlab chiqariladigan oqsilning 25-35 % ta’minlaydi, ular qariyb 250 million gektar maydonni egallagan. Caesalpinioideae kenja oilasida faqat ayrim turlarigina (o‘rganilgan turlardan 23 %) boshoqlilarni tashkil etadi, Mimosoideae va
Tuproq hosildorligini tashkil etish va boshqarishda biologik omillarni rolini birinchilardan bo‘lib tuproqshunoslik fanining asoschilari V.V.Dokuchaev, P.A.Kostichev va V.R.Vilyamsonlar baholab berganlar. Ular tuproq hayotida biologik birikmalarni roli juda ham katta ekanligini isbotlab berdilar. Bu g‘oya keyinroq S.N.Vinogradskiy, E.N.Mishustin, M.M.Kononova, D.G.Zvyaginsev, V.T.Emsev, D.I.Nikitin va boshqa olimlarni izlanishlarida o‘z rivojini topdi va ancha-muncha aniqlik ham kiritdi. Ayniqsa E.N.Mishustin, D.G.Zvyaginsev, V.T.Emsev va boshqalar tuproq hosildorligida mikroorganizmlarni roli beqiyos ekanligini isbotlab berdilar [2]. Hozirgi vaqtda mikroorganizmlar o‘zlarining faoliyati va massasi bilan tuproq hosildorligini belgilashda asosiy rol o‘ynashi aniq bo‘lib qoldi. Shunday ekan, har xil qishloq xo‘jaligi tizimida tuproq hosildorligini oshirish va uni saqlab turish, bu jarayonni boshqarish ko‘p ma’noda, tuproqda mikrobiologik jarayonlarni boshqarish bilan uzviy bog‘liq [4]. Rhizobiace oilasi o‘simliklar bilan o‘zaro munosabatga kirishuvchi 6 urug‘ bakteriyalarni: Rhizobium, Bradyrhizobium, Sinorhizobium, Azorhizobium,
ajratish taklif etildi. Rhizobium, Bradyrhizobium, Mezorhizobium, Sinorhizobium, Azorhizobium urug‘lari vakillari oddiy tuproq organizmlari hisoblanmaydi, boisi erkin yashovchi geterotroflarning normal bosqichiga qo‘shimcha ravishda ularning hayot siklida dukkakli o‘simliklar bilan simbiotik ta’sir bosqichi ham kuzatiladi. Bunday «ikkitalik hayot» bakteriyalar oldiga ko‘plab muammolarni yuzaga keltiradi, biroq qo‘shimcha imkoniyatlar ham ochadi. Yangi dukkakli o‘simlik
10
birinchi marta tuproqqa qadalganda, rizobiyning o‘ziga xos shtammalari odatda uncha ko‘p sonli bo‘lmaydi va azotni to‘plashning yuqori darajasini ta’minlash maqsadida xosilning sezilarli darajada o‘sishiga olib keluvchi sun’iy inokulyasiya zarur hisoblanadi. Biroq dukkakli o‘simliklarni ko‘p yillar mobaynida yetishtirish natijasida tuproqda ko‘p sonli maxsus rizobiylar populyasiyasi shakllanadi. Shundan so‘ng sun’iy inokulyasiya tugunaklar sonining uncha ko‘p bo‘lmagan oshishini ta’minlaydi xalos va har doim ham hosil ko‘payishi kuzatilmaydi [3]. Dukkakli o‘simlik birinchi marta tuproqqa qadalganda, rizobiyning o‘ziga xos shtammalari odatda uncha ko‘p sonli bo‘lmaydi va azotni to‘plashning yuqori darajasini ta’minlash maqsadida xosilning sezilarli darajada o‘sishiga olib keluvchi sun’iy inokulyasiya zarur hisoblanadi. Dukkakli o‘simliklarni ko‘p yillar mobaynida etishtirish natijasida tuproqda ko‘psonli maxsus rizobiylar populyasiyasi shakllanadi [5]. Qishloq xo‘jalik ekinlaridan unumli hosil ko‘tarish jarayonini va tuproqda mikrobbiokimyoviy jarayonlarni boshqarish qishloq xo‘jalik fanida yangi yo‘nalish - tuproq biotexnologiyasini paydo bo‘lishiga olib keldi. Bu yo‘nalish tuproq sharoitida mikroorganizmlar tarkibini o‘rganish va
boshqarish muammolariga asoslangan bo‘lib, mikroorganizmlar faoliyatini boshqarish va ular tomonidan olib borilayotgan metabolitik reaksiyalarni, qishloq xo‘jalik ekinlari hosildorligini oshirishga yunaltirishni taqazo etadi. Tuproq mikrobiologiyasi fanining asosiy muammosi tuproqda, ayniqsa o‘simliklar rizosferasi va rizoplanida o‘tadigan mikrobiologik jarayonlarni boshqarishdir. Bu muammo, faqatgina ma’lum bir belgilangan sharoitda, ma’lum tarkibga ega bo‘lgan mikroblar assotsiatsiyasini tashkil qilish bilan belgilanadi. Bu muammolarni yechishni aniq yo‘llari belgilab olingan. U ham bo‘lsa quyidagilar bilan belgilanadi [7]: • agronomik ahamiyatli mikrob senoziga yoki mikroorganizmlar guruhiga tashqaridan turib ta’sir qilishni boshqarish, ya’ni ularni ko‘payishi, o‘sishi, rivojlanishi va o‘simlik uchun zarur bo‘lgan FFM (antibiotiklar, fitogarmonlar va
11
o‘simlikni o‘sishini boshqaruvchi boshqa moddalar va x.k.) ishlab chiqarishini tashkil qila bilish; • tuproqda mikroblarni o‘sishi va rivojlanishini ta’minlovchi o‘simliklar ishtirokida almashlab ekishni tashkil qilish va shu tufayli mikrobbiokimyoviy jarayonlarni boshqarish; • tuproq miroorganizmlarining azot yutish va fosforli birikmalarni eritish qobiliyatidan samarali foydalanish; • mikrobiologik jarayonlarni to‘laqonli o‘tishi uchun har xil turdagi tuproq melioratsiyasidan unumli foydalanish va x.k. Boshoqlarning hosil bo‘lishi va dukkakli o‘simliklarda azotni to‘plovchi simbiozning kelgusi rivojlanishi Rhizobiaceae oilasiga kiruvchi bir qancha urug‘larning bakteriyalar bilan zararlanishiga javoban yuzaga keladi. Tabiatda mazkur o‘simlik simbiontlari birikkan azotni yetkazuvchi sifatida muhim o‘ringa ega [9]. Rhizobiaceaening barcha vakillari ham foydali bo‘lmasdan, ayrim Agrobacterium turlari qoplamali gallar borligi yoki tomirlarning turlicha o‘sishiga qarab aniqlanadigan o‘simliklar kasalligini keltirib chiqaradi. Phylobacterium turi vakillari Myrsinaceae va Rubiaceae oilalari o‘simliklari barglarida tugunlarini hosil qilib, ularning ta’siri hali noma’lum. O‘simliklarda yangi hosilalarni keltirib chiqarish qobiliyati Rhizobiaceae larning asosiy xususiyati hisoblanadi [1]. Rizobiyalar tomirlarda va
ayrim hollarda Leguminosae oilasi
o‘simliklarining poyasida azot to‘plovchi tugunlarni hosil qilishga qodir tuproq bakteriyalar hisoblanadi. Ayrim mualliflar ma’lumotiga ko‘ra, dukkakli o‘simliklarning 700 urug‘i va 18000-20000 turi borligiga qaramasdan o‘simliklarning faqat 27 turi 6 urug‘ga tegishli bo‘lgan tugunaklarni xosil qiladi [6]. Ma’lumki, qishloq xo‘jalik ekinlarini hosildorligini oshirishda biologik preparatlardan ya’ni asosan bakterial preparatlardan foydalaniladi. Ammo, keyingi yillarda eng dolzarb muammolardan biriga aylanayotgan ekologik holatning buzilib borishi, tuproq mikroflorasi, uning fizik kimyoviy tarkibi, suv
12
havzalarining ifloslanishi,
bular oqibatida insonlar va issiq qonli hayvonlar organizmida keskin salbiy oqibatlar hosil bo‘layotganligi kimyoviy preparatlardan foydalanish imkoniyatlarini chegaralanib bormoqda . Bu usulning kimyoviy usulga nisbatan bir qancha afzalliklari mavjud bo‘lib, ulardan quyidagilarini keltirish mumkin: ekologik tozaligi, tuproqda to‘planib qolmasligi, ularni tayyorlash, saqlash, tashish va qo‘llashning qulayligi, iqtisodi samaradorligi va ayniqsa issiq qonli hayvonlargi nisbatan zararsizligi olimlar e’tiborini tortib kelmoqda.
Tuproq sho‘rlanishi O‘zbekiston qishloq ho‘jaligidagi dolzarb muammolardan biri hisoblanadi. Ma’lumki, tuproqlarning sho‘rlanishi nafaqat qishloq ho‘jalik ekinlarining hosildorligini pasaytiradi, balki tuproq unumdorligiga keskin ta’sir ko‘rsatib, unda mavjud bo‘lgan mikroorganizmlar miqdorining kamayishiga sabab bo‘ladi. Tuproqlarning mikrob populyasiyalari qishloq ho‘jalik ekinlarining turli kasalliklarga chalinishini oldini oladi, ularning hosildorligini oshishida muhim o‘rin tutadi. Respublikamiz iqtisodining ma’lum ulushi qishloq ho‘jaligiga bog‘liq ekani bu muammoning naqadar katta ahamiyat kasb etishini ko‘rsatib turibdi. Keyingi vaqtlarda qishloq ho‘jalik ekinlarini hosildorligini oshirish va tuproqlar bioremediatsiyasi maqsadlarida rizobakteriyalardan Azotobacter, Azospirillum va Rhizobium avlodi vakillaridan foydalanishga alohida e’tibor berilmoqda. Chunki, bu avlodlar vakillari boshqa rizobakteriyalarga qaraganda o‘simliklar uchun optimal miqdorlarda azot va bir qator fiziologik faol moddalar, jumladan fitogormonlar - auksinlar, gibberellin tabiatli moddalar sintezlaydi, tuproqlardagi qiyin eruvchan fosfatlarni harakatchan shakllarga o‘tkaza oladi. Kichik molekulali oqsillar va antifungal birikmalar sintezlab, rizosferadagi Fe +3
Yüklə 2,16 Mb. Dostları ilə paylaş:
|