Штамм атауы
Streptomyces актиномицеттерінің антагонисттік қасиеттерін анықтау: әдістері, материалдары және нәтижелер
XX ғасырдың соңы мен XXI ғасырдың басында инфекциялық аурулар адам патологиясында жетекші орын алып, медицинаның маңызды міндеттерінің бірі ретінде жаңа антибиотиктерді, синтетикалық антибактериалды және вирусқа қарсы препараттарды клиникалық қолданысқа енгізу мәселесі алға шықты. Жаңа препараттар тек қиын емделетін микроорганизмдерге қарсы әсерді күшейту үшін емес, сонымен қатар статистикалық деректер бойынша тиімділігін жылдам жоғалтатын ескі антибиотиктерді алмастыру үшін де қажет.
Жаңа антибиотиктерді жасау бағыттары
- табиғи продуценттерді кең ауқымда скринингтеу;
- белгілі антибиотиктік құрылымдарды химиялық трансформациялау;
- гендік инженерия тәсілдерін енгізу (гендер локализациясын зерттеу, векторлар құрастыру, бөгде ген экспрессиясындағы тосқауылдарды еңсеру);
- патоген және адам геномын талдау арқылы жаңа спецификалық нысана-гендерді іздеу.
Оңтүстік Қазақстан топырағынан бөлінген актиномицеттер: әдістеме
ҚР Білім және ғылым министрлігіне қарасты Микробиология және вирусология институтының зерттеушілері Оңтүстік Қазақстан облысы топырағынан бөлінген актиномицеттердің антагонисттік қасиеттерін бағалады. Зерттеу аясында Bacillus subtilis, Klebsiella pneumoniae 444 және Mycobacterium citreum штаммдарына қатысты белсенділігі жоғары изоляттарға ерекше назар аударылды (мысалы, № 16, 18, 70).
Мақсаты
Оңтүстік Қазақстан облысының топырағынан актиномицеттерді бөліп алып, олардың морфологиялық, хемотаксономиялық және антагонисттік қасиеттерін зерттеу.
Үлгі алу және селективті факторлар
Үлгі көзі
10–30 см тереңдіктен алынған Оңтүстік Қазақстан облысының лайлы (ил) топырақ үлгілері.
Селективті антибиотиктер
Розеофунгин және канамицин комплексі: тиісінше 25 мкг/мл және 50 мкг/мл.
Біріншілік идентификация және сипаттау
Біріншілік идентификация дақылды-морфологиялық белгілер (Гаузе 1 және 2 қоректік орталары), антагонисттік белсенділік және хемотаксономиялық көрсеткіштер арқылы жүргізілді. Диагностикалық ортада ауалы мицелийдің даму дәрежесі, түсі мен сипаты; субстратты мицелийдің боялуы; ерігіш пигменттердің болуы/болмауы тіркелді.
Хемотаксономиялық талдау
- Клетка қабырғасы типін анықтау: қағаз хроматографиясымен 2,6-ДАПҚ (мезо немесе LL) бар-жоғын және формасын бағалау.
- Дифференциациялаушы қанттар құрамын Лешевалье әдісімен бүтін клетка гидролизаттарында анықтау.
Өсіру және өнімділікті бағалау
Жоғары антагонисттік белсенділігі бар штаммдар өсуді оңтайландыратын A4 және 5339 қоректік орталарында өсірілді. Споралы материал алу үшін дақылдар Гаузе 1 және 2 орталарында 7–10 тәулік өсірілді. Дақылдандыру 100 мл қоректік ортасы бар (750 мл) Эрленмейер колбаларында 180–220 айн/мин шайқағышта 4 тәулік жүргізілді. Антибиотик биосинтезі үшін егу материалы ретінде 48 сағаттық дақылдар пайдаланылды.
A4 ортасының құрамы (г/л)
- Глюкоза — 1
- NaCl — 0,5
- CaCO3 — 0,1
- Соя ұны — 1
- pH — 7,2
5339 ортасының құрамы (г/л)
- Глицерин — 2
- Соя ұны — 0,5
- (NH4)2SO4 — 0,15
- NaCl — 0,3
- CaCO3 — 0,3
- pH — 6,8 (стерилизацияға дейін)
Белсенділікті өлшеу
Өнімділік биомасса салмағы (г/л), дақылдық сұйықтықтан бутанол экстрактісінің антибиотикалық белсенділігі және мицелийден алынған ацетон экстрактісі арқылы бағаланды. Антибактериалдық әсер Гаузе 2 ортасында агарға диффузиялау әдісімен анықталды.
Нәтижелер: штаммдарды сұрыптау және жіктеу
Зерттеу нәтижесінде дақылды-морфологиялық сипаттамалары бойынша қызығушылық тудыратын және белсенділігі айқын 22 актиномицет штаммы сұрыпталды. Клетка қабырғасында галактоза, арабиноза, мадуроза және ксилоза сияқты дифференциациялаушы қанттардың, сондай-ақ 2,6-ДАПҚ-тың мезо немесе LL формаларының болуы анықталды.
I тип
Басым топ. Клетка қабырғасында LL-диаминопимелин қышқылы тән.
II (D) тип
8 штамм. Құрамында мезо-диаминопимелин қышқылы, гидролизатта арабиноза және ксилоза анықталды.
III (B) тип
№23 штаммға тән: мезо-ДАПҚ және мадуроза анықталды.
Ерекше жағдайлар
- №18 штаммда мезо- және LL-диаминопимелин қышқылы мен галактоза анықталып, ол аралық актиномицеттер тобына жататын Kitazatosporia туысына жатқызылды.
- Белсенді изоляттар әртүрлі туыстарға бөлінді: кең таралғандары Streptomyces сериялары, ал сирек кездесетіндері — Actinomadura, Actinoplanes, Streptoverticillium және Kitazatosporia.
Оптимальді қоректік орта және белсенділік айырмашылықтары
№18, 21, 23, 44 штаммдары үшін оптимальді орта ретінде A4, ал №16, 31, 70 штаммдары үшін 5339Bacillus subtilis-ке ең жоғары белсенділік №21, 23, 35, 44 штаммдарында байқалды, ал салыстырмалы әлсіз белсенділік №31, 40, 43 штаммдарында тіркелді.
Ыстықкөл өңірі Streptomyces изоляттары: антагонизм және өсуді стимулдеу
Қырғыз Республикасының Ұлттық ғылымдар академиясының Биология–топырақ институты ғалымдары Ыстықкөл шұңқырының таулы топырақтарынан бөлінген Streptomyces штаммдарының антагонисттік және өсуді стимулдеуші қасиеттерін бағалады. Мұндай штаммдарды практикада қолдану үшін продуценттің биологиялық ерекшеліктерін, синтезделетін метаболиттердің табиғатын, өсімдікке токсикалық емес дозаларды және қолдану формалары мен әдістерін нақтылау маңызды.
Мақсаты
Жаңа антибиотиктік құрылымдардың продуценттері болуы ықтимал табиғи Streptomyces изоляттарының өсуді стимулдеуші қасиеттерін анықтау және ауыл шаруашылық дақылдарының өнімділігін арттыруға тиімді штаммдарды сұрыптау.
Әдістері мен материалдары
Қолданылған дақыл сорттары
- Бидай — “Интенсивный”
- Асбұршақ — “Цыганка”
- Соя — “Лопатка”
- Қияр — “Парад”
Тұқым өңдеу режимі
- Дезинфекция: әлсіз KMnO4 ерітіндісімен 1 сағат
- Суспензия дозалары: 10²–10⁶ кл/мл
- Экспозиция: 3, 6, 12, 24 сағат
- Бақылау: стерильді су
Лабораториялық іріктеу
Тұқымдар ылғалдандырылған фильтр қағазы бар Петри табақшаларына әрқайсысы 20 данадан орналастырылып, 22°C-та 5 тәулік өсірілді. Өсуді стимулдеу әсері тұқымның өнуі, өсу интенсивтілігі, тамыр мен сабақ қалыптасуы және жалпы биомасса бойынша бағаланды. Қажет кезеңдерде полимеразды тізбектік реакция (PCR) GeneAmp PCR System 2400 (Perkin Elmer, АҚШ) құрылғысында орындалды.
Нәтижелер: өсуді стимулдеуші ең тиімді екі штамм
Streptomyces туысына жататын 15 штаммның ішінен ауыл шаруашылық өсімдіктер тұқымдарының өнуі мен көктеуіне ерекше әсер көрсеткен тек екі штамм анықталды: gn-2 және mst-8. gn-2 штаммы теңіз деңгейінен 2198 м биіктіктегі Джети-Оғыз аңғарының қара топырағынан, ал mst-8 штаммы Ыстықкөл облысы топырағынан бөлініп алынды.
Тәжірибелік қолдану шарттары
- Эксперименттер 3 қайталамамен жүргізілді
- Топырақ типтері: таулы қара топырақ және шабындық сұр топырақ
- Дозалар: gn-2 — 10⁴–10⁶ кл/мл, mst-8 — 10³–10⁵ кл/мл
Бақыланған көрсеткіштер
- 8 тәулікке өну пайызы
- Сабақ ұзындығы
- Тамыр ұзындығы
- Жалпы биомасса
1-кесте. Streptomyces штаммдарының тұқым өнуі мен өсуіне әсері (8 тәулік)
Көрсеткіштер түпнұсқа деректер бойынша берілді
| Дақыл | Штамм | Доза (кл/мл) | Өнуі (%) | Сабақ (мм) | Тамыр (мм) | Жалпы биомасса (г) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Бидай | gn-2 | 10⁴ | 100 | 164,0 | 142,0 ± 1,23 | 23,32 ± 1,15 |
| mst-8 | 10³ | 98,0 | 132,0 | 85,0 ± 0,97 | 20,5 ± 0,77 | |
| Бақылау | — | 82,0 | 93,0 | 65,0 ± 1,33 | 15,25 ± 0,92 | |
| Үрмебұршақ | gn-2 | 10⁴ | 100 | 95,0 | 150,0 ± 1,87 | 29,86 ± 1,33 |
| mst-8 | 10³ | 98,0 | 55,0 | 102,0 ± 0,53 | 31,0 ± 1,05 | |
| Бақылау | — | 82,0 | 26,0 | 90,0 ± 0,89 | 27,42 ± 1,31 | |
| Арпа | gn-2 | 10⁴ | 95,0 | 46,0 | 87,4 ± 1,02 | 3,14 ± 0,93 |
| mst-8 | 10³ | 97,0 | 45,0 | 95,0 ± 1,14 | 3,02 ± 0,96 | |
| Бақылау | — | 77,0 | 42,0 | 58,0 ± 0,94 | 0,72 ± 0,92 |
Кесте деректері gn-2 және mst-8 штаммдары тұқым өнуін және бастапқы өсу көрсеткіштерін бақылаумен салыстырғанда едәуір арттыра алатынын көрсетеді. Мысалы, gn-2 қолданылғанда бидайда 8 тәулікке өну 100%, ал бақылауда 82% болды; арпада тиісінше 95% және 77%.
Қорытынды
Топырақтан бөлінген актиномицеттерді бағалау кезінде селективті бөлу, морфологиялық сипаттау, хемотаксономиялық маркерлер және агарға диффузия сияқты тәсілдерді біріктіру биологиялық белсенді штаммдарды дәл әрі тиімді іріктеуге мүмкіндік береді.
Сонымен қатар Streptomyces изоляттарының кейбірі антимикробтық әсермен қатар, өсімдіктердің өсуін стимулдеу әлеуетін де көрсетеді. Бұл бағыт ауыл шаруашылығында микробтық препараттарды әзірлеу үшін практикалық маңызға ие.
Ескертпе
Мәтіндегі сандық көрсеткіштер, штамм нөмірлері, орта атаулары мен әдістер түпнұсқа деректердің құрылымын сақтай отырып, редакциялық тұрғыда тілдік жағынан түзетіліп берілді.