RU2565561C1 - Method of obtaining of biomass of activated autochthonic microorganisms-biodestructors of n-phosphon methyl glycine (glyphosate) - Google Patents

Method of obtaining of biomass of activated autochthonic microorganisms-biodestructors of n-phosphon methyl glycine (glyphosate) Download PDF

Info

Publication number
RU2565561C1
RU2565561C1 RU2014128132/10A RU2014128132A RU2565561C1 RU 2565561 C1 RU2565561 C1 RU 2565561C1 RU 2014128132/10 A RU2014128132/10 A RU 2014128132/10A RU 2014128132 A RU2014128132 A RU 2014128132A RU 2565561 C1 RU2565561 C1 RU 2565561C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
glyphosate
cultivation
biodestructors
medium
microorganisms
Prior art date
Application number
RU2014128132/10A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Михайлович Бакулин
Екатерина Александровна Мартинсон
Александр Сергеевич Туманов
Сергей Геннадьевич Литвинец
Михаил Константинович Бакулин
Надежда Сергеевна Кондратьева
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Вятский государственный университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Вятский государственный университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Вятский государственный университет"
Priority to RU2014128132/10A priority Critical patent/RU2565561C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2565561C1 publication Critical patent/RU2565561C1/en

Links

Landscapes

  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)

Abstract

FIELD: biotechnologies.
SUBSTANCE: method of obtaining of biomass of activated autochthonic microorganisms-biodestructors of N-phosphon methyl glycine (glyphosate) is offered. Before cultivation the composition of the liquid medium is added by 0.05-0.4 mcg·cm-3 of glyphosate and perfluordecalin emulsion stabilized by the emulsifier monostearate sorbitan. The final content of perfluordecalin in the liquid nutrient medium is 1.0% by weight, a monostearate sorbitan - 0.0005% by weight. Throughout all the cycle of cultivation fractionally, with the interval 2-4 hours, glyphosate is added with the increment 1.25-2.5 after each addition, starting from the amounts of glyphosate equal to its initial contents in the cultural medium.
EFFECT: possibility to obtain in one cycle of deep cultivation the cultures of bacteria and micromycetes with the glyphosate resistance increased 150-200 times, and ability to destruction of glyphosate, 7-11 times exceeding the biodestructive activity of initial autochthonic isolates.
3 tbl, 2 ex

Description

I. Область техники, к которой относится изобретениеI. The technical field to which the invention relates.

Изобретение относится к микробиологии, биотехнологии, экологии, а также к сельскому хозяйству и может быть использовано для получения активированной биомассы почвенных автохтонных микроорганизмов-биодеструкторов N-фосфонометилглицина (глифосата), самого используемого в мировой практике гербицида системного действия, зарегистрированного более чем в 120 странах под различными торговыми марками (Раундап, Граунд Био, Ураган, Глисол и др.), предназначенного для обработки посевов широкого спектра сельскохозяйственных культур, в садах и парках, в водном и лесном хозяйстве, способного накапливаться в почве, водной среде и растениях, в результате чего создаются предпосылки для интенсивного загрязнения окружающей среды и негативного влияния на людей и животных.The invention relates to microbiology, biotechnology, ecology, and also to agriculture and can be used to produce activated biomass of soil autochthonous microorganisms-biodestructors of N-phosphonomethylglycine (glyphosate), the systemic herbicide most used in the world practice, registered in more than 120 countries under various trademarks (Roundup, Ground Bio, Hurricane, Glysol, etc.), intended for processing crops of a wide range of crops, in gardens and parks x, in the water and forestry sectors, the ability to accumulate in the soil, plants and aquatic environment, thereby creating conditions for intensive pollution and negative impact on humans and animals.

II. Уровень техникиII. State of the art

Известны способы получения биомассы микроорганизмов-биодеструкторов ксенобиотиков фосфонатов за счет выделения накопительных и чистых культур из почв, загрязненных ими, в том числе глифосатом, с последующим отбором штаммов, обладающих повышенной биодеструктивной активностью в отношении глифосата на лимитированных по фосфору «голодных» средах с использованием в качестве источника фосфора глифосата или АМФК, селекцией и выращиванием на средах, содержащих определенные концентрации этих ксенобиотиков (Харечко А.Т. и др. Применение микроорганизмов для деструкции опасных веществ, загрязняющих окружающую среду / Ж. Рос. хим. об-ва им. Д.И. Менделеева. 1993, т. XXXVII, №3. - С. 40-43; Кононова С.В., Несмеянова М.А. Фосфонаты и их деградация микроорганизмами / Биохимия, 2002. - т. 67. - №2. - С. 220-233; Кузнецова Е.М., Чмипъ В.Д. Глифосат: поведение в окружающей среде и уровни остатков /Современные проблемы токсикологии, 2010. - №1. - С. 87-95; Кравцов К.С. и др. Выделение из окружающей среды микроорганизмов, способных разлагать фосфонаты / Химическая и биологическая безопасность, 2006, №6. - С. 3-9; Шушкова Т.В. Биодеструкция глифосата почвенными бактериями / Дис. канд. биол. наук / Пущино. - 2010. - 132 с.).Known methods for producing biomass of microorganisms-biodestructors of xenobiotics phosphonates by isolating accumulative and pure cultures from soils contaminated with them, including glyphosate, followed by selection of strains with increased biodestructive activity against glyphosate in phosphorus-limited "hungry" environments using in as a source of glyphosate phosphorus or AMPA, selection and cultivation on media containing certain concentrations of these xenobiotics (Kharechko A.T. et al. of organisms for the destruction of hazardous substances polluting the environment / J. Russian Chemical Chemical Society named after D.I. Mendeleev. 1993, v. XXXVII, No. 3. - P. 40-43; Kononova S.V., Nesmeyanova M.A. Phosphonates and their degradation by microorganisms / Biochemistry, 2002. - V. 67. - No. 2. - P. 220-233; Kuznetsova E.M., Chmip V.D. Glyphosate: environmental behavior and levels of residues / Current problems of toxicology, 2010. - No. 1. - P. 87-95; Kravtsov KS et al. Isolation of microorganisms capable of decomposing phosphonates from the environment / Chemical and Biological Safety, 2006, No. 6. - S. 3-9; Shushkova T.V. Biodegradation of glyphosate by soil bacteria / Dis. Cand. biol. Sciences / Pushchino. - 2010 .-- 132 p.).

Недостатком применяемых способов является то, что ни один из них не позволяет получить биомассу автохтонных активированных микроорганизмов-биодеструкторов глифосата в процессе одного цикла культивирования. Для ее получения требуется длительная предварительная работа по подготовке микробных культур биодеструкторов и оптимизации сред, культивирование в «голодных» по фосфору и другим компонентам средах, а также полноценных по питанию средах, что приводит к снижению биодеструктивной активности и/или выходу биомассы, пригодной для интродукции в почву, загрязненную ксенобиотиком, утрате природной адаптивности получаемых культур с низкой устойчивостью к стрессорным химическим, физическим и биологическим факторам внешней среды.The disadvantage of the methods used is that none of them allows you to get the biomass of autochthonous activated microorganisms, glyphosate biodestructors in a single cultivation cycle. To obtain it, a long preliminary work is required to prepare microbial cultures of biodestructors and optimize media, cultivate in media “hungry” for phosphorus and other components, as well as nutritious media, which leads to a decrease in biodestructive activity and / or yield of biomass suitable for introduction into the soil contaminated with xenobiotic, loss of natural adaptability of the resulting crops with low resistance to stressful chemical, physical and biological environmental factors.

Наиболее близким к заявляемому способу аналогом является способ, основанный на использовании почвенных глифосатустойчивых изолятов бактерий, отбираемых последовательно на средах с возрастающими концентрациями ксенобиотика, и их глубинном культивировании в жидкой среде с определенной концентрацией ксенобиотика для получения биомассы биодеструктора, обладающего повышенной устойчивостью к глифосату (см. статью Бакулин В.М. Использование почвенных глифосатустойчивых изолятов бактерий рода Pseudomonas в биотехнологии деградации фосфонометилглицина / В.М. Бакулин и др. // Ветеринарная медицина. - 2012, №3-4. - С. 17-19).The closest analogue to the claimed method is a method based on the use of soil glyphosate-resistant isolates of bacteria, selected sequentially on media with increasing concentrations of xenobiotics, and their deep cultivation in a liquid medium with a certain concentration of xenobiotics to obtain biomass biodestructor with increased resistance to glyphosate (see. article Bakulin VM The use of soil glyphosate-resistant isolates of bacteria of the genus Pseudomonas in biotechnology of phosphonome degradation tilglycine / V.M. Bakulin and others // Veterinary medicine. - 2012, No. 3-4. - S. 17-19).

Общим существенным признаком у заявляемого способа с аналогом является использование выделенных из почв загрязненных глифосатом и продуктами его разложения микроорганизмов и их использование для получения биомассы биодеструкторов путем глубинного культивирования в жидких питательных средах с глифосатом (см. Семенов С.М. Лабораторные среды для актиномицетов и грибов / СМ. Семенов // Москва. - 1990. - 240 с.; Равилов, A.З. Микробиологические среды / A.З. Равилов и др. // Казань. - 1999. - 398 с.).A common essential feature of the proposed method with an analogue is the use of microorganisms contaminated with glyphosate and its decomposition products isolated from soils and their use for biomass biodestructors by deep cultivation in liquid nutrient media with glyphosate (see Semenov S.M. Laboratory media for actinomycetes and fungi / SM. Semenov // Moscow. - 1990. - 240 p .; Ravilov, A.Z. Microbiological media / A.Z. Ravilov et al. // Kazan. - 1999. - 398 p.).

К недостаткам указанного аналога относятся:The disadvantages of this analogue include:

- необходимость проведения длительной селекционной работы для получения высокого уровня устойчивости к глифосату;- the need for lengthy breeding work to obtain a high level of resistance to glyphosate;

- использование при получении биомассы только одной концентрации глифосата в жидкой среде, при этом если она будет велика, то рост культуры будет подавляться избытком глифосата, если мала - то биодеструктивная активность культуры будет низкая;- the use of only one concentration of glyphosate in a liquid medium when producing biomass, and if it is large, then the growth of the culture will be suppressed by an excess of glyphosate, if it is small, then the biodestructive activity of the culture will be low;

- отсутствие корреляции между достигаемым уровнем устойчивости выделенного штамма и биодеструктивной активностью получаемой на его основе при глубинном культивировании биомассы (высокий уровень устойчивости не гарантирует активность биодеструкции глифосата);- the absence of a correlation between the achieved level of stability of the isolated strain and the biodestructive activity obtained on its basis during deep biomass cultivation (a high level of stability does not guarantee the activity of glyphosate biodegradation);

- полученная указанным способом биомасса биодеструктора утрачивает быстроту адаптации к изменяющимся условиям окружающей среды и не способна занять экологическую нишу в сравнении с аборигенной для данной местности (почвы) однотипной (тех же видов) микрофлоры, имеющей специфические механизмы природного антагонизма (конкурентное вытеснение, бактериоцины и др.).- the biomass of the biodestructor obtained in this way loses its speed of adaptation to changing environmental conditions and is not able to occupy an ecological niche in comparison with the native (of the same species) microflora native to a given locality (soil) having specific mechanisms of natural antagonism (competitive displacement, bacteriocins, etc. .).

III. Сущность изобретения заключается в следующем.III. The invention consists in the following.

Была поставлена задача - разработать способ получения биомассы активированных микроорганизмов-биодеструкторов глифосата в процессе одного цикла культивирования.The task was to develop a method for producing biomass of activated microorganisms-glyphosate biodestructors in a single cultivation cycle.

Поставленная задача решается путем использования разработанного способа глубинного выращивания культур в ходе одного цикла культивирования аборигенных микроорганизмов-биодеструкторов в жидких средах на обычной питательной основе, в которые перед началом культивирования вносятся субмикробостатические концентрации глифосата и эмульгированный с сорбитаном моностеаратом перфтордекалин с последующим дробным с интервалом 2-4 часа введением субмикробостатических, постепенно повышающихся в 1,25-2,5 раза количеств глифосата.The problem is solved by using the developed method for the deep cultivation of crops during one cycle of cultivation of indigenous biodestructive microorganisms in liquid media on a conventional nutrient basis, into which submicrobostatic glyphosate concentrations and perfluorodecalin emulsified with sorbitan are added before cultivation, followed by fractional with an interval of 2-4 hours the introduction of submicrobostatic, gradually increasing 1.25-2.5 times the amount of glyphosate.

Предлагаемый способ получения биомассы активированных автохтонных микроорганизмов-биодеструкторов глифосата позволяет за один цикл глубинного культивирования получать культуры бактерий и микромицетов, обладающих повышенной в 150-200 раз устойчивостью к глифосату в культуральной среде и способностью к деструкции глифосата полученной биомассой, в 7-11 раз превышающей биодеструктивную активность исходных автохтонных изолятов. При этом по выходу биомассы данный способ не уступает принятому способу культивирования биодеструкторов глифосата.The proposed method for producing biomass of activated autochthonous microorganisms-glyphosate biodestructors makes it possible to obtain cultures of bacteria and micromycetes that are 150-200 times more resistant to glyphosate in the culture medium and capable of glyphosate degradation by the obtained biomass, 7-11 times higher than biodestructive for one deep-cycle cultivation. activity of the original autochthonous isolates. Moreover, the yield of biomass this method is not inferior to the accepted method of culturing glyphosate biodestructors.

Сущность технического решения - способ получения биомассы активированных микроорганизмов-биодеструкторов глифосата поясняется следующим. Внесение в питательную среду субмикробостатических концентраций глифосата приводит к селективному давлению в культуральной среде и отбору микроорганизмов-биодеструкторов, сочетающих способность к интенсивному росту и разложению ксенобиотика в процессе роста. При этом последующее дробное введение повышающихся субмикробостатических концентраций глифосата под контролем роста культур биодеструкторов приводит к постоянному повышению селективного давления и отбору наиболее устойчивой и активной в плане биодеструкции популяции клеток и одновременному возрастанию биомассы биодеструкторов за счет полноценности натуральной среды и присутствия в среде эмульгированного перфтордекалина.The essence of the technical solution - a method for producing biomass of activated microorganisms-glyphosate biodestructors is explained as follows. The introduction of submicrobostatic concentrations of glyphosate into the culture medium leads to selective pressure in the culture medium and the selection of biodestructive microorganisms combining the ability to intensive growth and decomposition of xenobiotics during growth. In this case, the subsequent fractional introduction of increasing submicrobostatic concentrations of glyphosate under the control of the growth of cultures of biodestructors leads to a constant increase in selective pressure and the selection of the most stable and active in terms of biodegradation of the cell population and a simultaneous increase in the biomass of biodestructors due to the usefulness of the natural environment and the presence of emulsified perfluorodecalin in the medium.

Наличие в культуральной среде глифосата является стрессовым химическим фактором для микроорганизмов, поэтому в культуральную среду вводится в качестве мощного антистрессового компонента эмульгированный перфтордекалин, обеспечивающий улучшение питания и интенсификацию роста микроорганизмов-биодеструкторов в условиях негативного влияния глифосата (Перфторорганические соединения, стрессы и выживаемость микроорганизмов / С.В. Дармова, М.К. Бакулин и др. Сборник «Наука-Производство-Технологии-Экология. - 2009. - С. 137-139).The presence of glyphosate in the culture medium is a stressful chemical factor for microorganisms; therefore, emulsified perfluorodecalin is introduced into the culture medium as a powerful anti-stress component, providing improved nutrition and growth intensification of biodestructive microorganisms under the negative influence of glyphosate (Organofluorine compounds, stresses and survival of microorganisms / C. V. Darmova, MK Bakulin and others. Collection "Science-Production-Technology-Ecology. - 2009. - S. 137-139).

Перфтордекалин (ПФД, химическая формула - C10F18), ТУ 95-1233 - бесцветная прозрачная негорючая жидкость без запаха, с вязкостью 2,74 мм2×сСт-1 при 25°С, плотностью 1,945 г/см3 и температурой кипения 155°С. ПФД не служит питательным веществом, не утилизируется микроорганизмами и является лучшим из перфторорганических соединений для использования в биотехнологических процессах в качестве мощного антистрессового фактора и одновременно активатора роста микробной культуры биодеструкторов (Иваницкий Г.Р. Биофизика на пороге нового тысячелетия: перфторуглеродные среды и газотранспортные кровезаменители / Г.Р. Иваницкий // Биофизика. - 2001. - №1. - С. 5-33; Иваницкий Г.Р. Наноконтейнеры на основе перфторуглеродов с функцией переноса оксида азота / Г.Р. Иваницкий // Биофизика. - 2008. - №2. - С. 367-377; Бакулин М.К. Теория и практика использования перфторуглеродов «голубой крови» при глубинном культивировании биодеструкторов / М.К. Бакулин и др. Теоретическая и прикладная экология. 2010, №4, стр. 4-8).Perfluorodecalin (PFD, chemical formula - C 10 F 18 ), TU 95-1233 - a colorless, transparent, non-combustible, odorless liquid, with a viscosity of 2.74 mm 2 × cSt -1 at 25 ° C, a density of 1.945 g / cm 3 and boiling point 155 ° C. PFD does not serve as a nutrient, is not utilized by microorganisms, and is the best organofluorine compound for use in biotechnological processes as a powerful anti-stress factor and at the same time an activator of the growth of the microbial culture of biodestructors (Ivanitsky G.R. Biophysics on the threshold of the new millennium: perfluorocarbon media and gas-transporting blood vessels G.R. Ivanitsky // Biophysics. - 2001. - No. 1. - S. 5-33; Ivanitsky G.R. Nanocontainers based on perfluorocarbons with the function of transfer of nitric oxide / G.R. Ivanitsky // Biophysics. - 2008. - No. 2. - P. 367-377; Bakulin MK The theory and practice of using perfluorocarbons of “blue blood” in deep cultivation of biodestructors / MK Bakulin and others. Theoretical and applied ecology . 2010, No. 4, p. 4-8).

В качестве биодеструкторов использовали микробные изоляты, выделенные из почвы, подвергавшейся в течение четырех лет восьмикратной обработке глифосатом: грамотрицательную аэробную бактерию Pseudomonas fluorescens 047, способную к росту в жидкой среде, содержащей 0,4 мкг·см-3 глифосата, грамположительную факультативно-анаэробную бактерию Bacillus cereus 41 и митоспоровый микромицет Aspergillus niger 17, способные к росту в жидкой среде содержащей 0,05 мкг·см-3 глифосата (см. статью Бакулин В.М. Выделение бактерий рода Pseudomonas из почвы, загрязненной ксенобиотиком фосфонометилглицином / В.М. Бакулин и др. // Ветеринарная медицина. - 2012. - №1. - С. 9-11).Biodestructors were microbial isolates isolated from soil subjected to eight-fold glyphosate treatment for four years: gram-negative aerobic bacterium Pseudomonas fluorescens 047, capable of growth in a liquid medium containing 0.4 μg cm- 3 glyphosate, gram-positive facultative anaerobic bacterium Bacillus cereus 41 and mitosporic mikromitcetami Aspergillus niger 17 capable of growing containing 0.05 ug in liquid glyphosate · cm -3 (see. article Bakulin VM Isolation of bacteria of the genus Pseudomonas from soils contaminated phosphono xenobiotic etilglitsinom / VM Bakulin, etc. // Veterinary Medicine -.. 2012. - №1 -. pp 9-11).

Культивирование осуществляли при температуре 30°C в биологических реакторах БИОР (Йошкар-Ола) или BIOSTAT В Plus (Sartorius) в режиме постоянного перемешивания и принудительной аэрации (расход воздуха: 0,5 объема воздуха на объем среды в минуту) при прочих равных условиях.The cultivation was carried out at a temperature of 30 ° C in biological reactors BIOR (Yoshkar-Ola) or BIOSTAT B Plus (Sartorius) under continuous mixing and forced aeration (air flow: 0.5 air volume per volume of medium per minute), ceteris paribus.

Общим с заявляемым способом является то, что для культивирования использовали среды, обычно применяемые для выращивания указанных микроорганизмов.In common with the claimed method is that for cultivation used the environment, usually used for growing these microorganisms.

Для выращивания микроорганизмов-биодеструкторов на основе культур бактерий P. fluorescens 047 к Bacillus cereus 41 использовали жидкую питательную среду на основе ферментативного гидролизата казеина, имеющую в своем составе следующее соотношение компонентов, г/л:For the growth of biodegradable microorganisms based on bacterial cultures of P. fluorescens 047 to Bacillus cereus 41, a liquid nutrient medium based on enzymatic casein hydrolyzate was used, having the following ratio of components, g / l:

KH2PO4 KH 2 PO 4 2,22.2 K2HPO4 K 2 HPO 4 1,71.7 MgSO4 MgSO 4 0,60.6 Na2S2O3 Na 2 S 2 O 3 0,60.6 аминный азотamine nitrogen 130 мг %130 mg% водородные ионыhydrogen ions 7,1 ед. pH7.1 units pH

Для выращивания биодеструкторов на основе культуры митоспорового микромицета Aspergillus niger 17 использовали жидкую синтетическую среду Стейнберга с добавлением соевой муки, имеющую в своем составе следующее соотношение компонентов, г/л:To grow biodestructors based on the Aspergillus niger 17 mitospore micromycete culture, Steinberg’s liquid synthetic medium with the addition of soy flour was used, which has the following ratio of components, g / l:

соевая мукаsoy flour 20,020,0 сахарозаsucrose 50,050,0 NH4NO3 NH 4 NO 3 1,91.9 KH2PO4 KH 2 PO 4 0,350.35 MgSO4×7H2OMgSO 4 × 7H 2 O 0,250.25 FeCl2 FeCl 2 0,00040,0004 ZnCl2 ZnCl 2 0,00040,0004 CuCl2 CuCl 2 0,00010.0001 MnCl2 MnCl 2 0,00010.0001 MoCl2 MoCl 2 0,000020.00002 CaCl2 CaCl 2 0,00002;0.00002; водородные ионыhydrogen ions 6,3 ед. pH6.3 units pH

Готовая стабилизированная с использованием сорбитана моностеарата эмульсия перфтордекалина асептически вносится в стерильные жидкие питательные среды (конечное содержание перфтордекалина в жидких питательный средах равно 1,0% по массе; конечное содержание сорбитана моностеарата в жидких питательный средах равно 0,0005% по массе от общего количества использованных питательных сред), которые затем используется для выращивания биодеструкторов.The finished emulsion of perfluorodecalin stabilized using sorbitan monostearate is aseptically introduced into sterile liquid culture media (the final content of perfluorodecalin in liquid culture media is 1.0% by weight; the final content of sorbitan monostearate in liquid culture media is 0.0005% by weight of the total amount used nutrient media), which is then used to grow biodestructors.

В среды перед культивированием вносится глифосат в количествах, обеспечивающих начальную концентрацию ксенобиотика, к которой устойчивы микроорганизмы.Glyphosate is added to the media before cultivation in amounts that provide an initial concentration of xenobiotic, to which microorganisms are resistant.

Посевные культуры вносились в среду в количествах, достаточных для создания концентрации бактерий в среде при посеве 1,0·108 бактерий в см, культуры аспергилл - 1,0·107 конидий в см3. Для культуры P. fluorescens 047 начальная концентрация глифосата в жидкой среде 0,4 мкг·см-3; для Bacillus cereus 41 и As- pergillus niger 17-0,05 мкг·см-3. Через 4 часа после начала культивирования в среды дополнительно вносится глифосат для культуры P. fluorescens 047 глифосат из расчета 0,4 мкг·см-3 и затем по схеме (схема 1) каждые два часа в возрастающих концентрациях: 0,8-1,5-4,0-8,0-10,0-20,0-50,0-80,0 мкг·см-3; для культуры Bacillus cereus 41 через 4 часа после начала культивирования дополнительно вносится 0,05 мкг·см-3 глифосата и затем каждые два часа по схеме (схема 2): 0,1-0,2-0,5-1,0-2,5-6,0-15,0-20,0 мкг·см-3; для культуры Aspergillus niger 17 через 4 часа после начала культивирования дополнительно вносится 0,05 мкг·см-3 глифосата и затем через каждые 4 часа по схеме (схема 3): 0,1-0,5-1,0-2,0-5,0-10,0-15,0-15,0 мкг·см-3. Культивирование бактерий продолжается 28 часов, аспергилл - 56 часов.Sowing cultures were introduced into the medium in quantities sufficient to create a concentration of bacteria in the medium when sowing 1.0 · 10 8 bacteria per cm, aspergillus culture - 1.0 · 10 7 conidia in cm 3 . For a culture of P. fluorescens 047, the initial concentration of glyphosate in a liquid medium is 0.4 μg cm –3 ; for Bacillus cereus 41 and Aspergillus niger 17-0.05 μg · cm -3 . 4 hours after the start of cultivation, glyphosate for the culture of P. fluorescens 047 glyphosate is additionally added to the medium at the rate of 0.4 μg cm –3 and then according to the scheme (Scheme 1) every two hours in increasing concentrations: 0.8-1.5 -4.0-8.0-10.0-20.0-50.0-80.0 mcg · cm -3 ; for the culture of Bacillus cereus 41, 4 hours after the start of cultivation, an additional 0.05 μg · cm -3 glyphosate is added and then every two hours according to the scheme (Scheme 2): 0.1-0.2-0.5-1.0- 2.5-6.0-15.0-20.0 mcg · cm -3 ; for the culture Aspergillus niger 17, 4 hours after the start of cultivation, an additional 0.05 μg · cm -3 glyphosate is added and then every 4 hours according to the scheme (Scheme 3): 0.1-0.5-1.0-2.0 -5.0-10.0-15.0-15.0 mcg · cm -3 . The cultivation of bacteria lasts 28 hours, aspergillus - 56 hours.

Пример 1. Получение биомассы микроорганизмов-биодеструкторов глифосата на основе культуры бактерий P. fluorescens 047 и В. cereus 41 (таблицы 1 и 2) осуществляют в жидкой питательной среде на основе ферментативного гидролизата казеина следующего состава, г/л:Example 1. Obtaining the biomass of microorganisms-glyphosate biodestructors based on the culture of bacteria P. fluorescens 047 and B. cereus 41 (tables 1 and 2) is carried out in a liquid nutrient medium based on an enzymatic hydrolyzate of casein of the following composition, g / l:

KH2PO4 KH 2 PO 4 2,22.2 K2HPO4 K 2 HPO 4 1,71.7 MgSO4 MgSO 4 0,60.6 Na2S2O3 Na 2 S 2 O 3 0,60.6 аминный азотamine nitrogen 130 мг %130 mg% водородные ионыhydrogen ions 7,1 ед. pH7.1 units pH исходная концентрация водородных ионовinitial concentration of hydrogen ions 7,2 ед. pH7.2 units pH

Перед культивированием в стерильных условиях в среду добавляют готовую стабилизированную с использованием эмульгатора сорбитана моностеарата эмульсию перфтордекалина (конечное содержание перфтордекалина в жидкой питательной среде составляет 1,0% по массе; конечное содержание сорбитана моностеарата в жидкой питательной среде равно 0,0005% по массе от общего количества использованной питательной среды).Before cultivation under sterile conditions, a prepared perfluorodecalin emulsion stabilized using a sorbitan monostearate emulsifier is added to the medium (the final content of perfluorodecalin in the liquid nutrient medium is 1.0% by weight; the final content of sorbitan monostearate in the liquid nutrient medium is 0.0005% by weight of the total the amount of nutrient medium used).

Исходная посевная концентрация бактерий в среде 1,0·108 живых микробных клеток / см3. Глифосат в культуральную среду с P. fluorescens 047 вносится по схеме 1. Его начальная концентрация в жидкой среде 0,4 мкг·см-3. Через 4 часа после начала культивирования в среду дополнительно вносится 0,4 мкг·см-3 глифосата и затем каждые два часа в возрастающих концентрациях: 0,5-1,5-4,0-8,0-10,0-20,0-50,0-80,0 мкг глифосата/см-3 культуральной среды.The initial inoculum concentration of bacteria in the medium is 1.0 · 10 8 live microbial cells / cm 3 . Glyphosate is introduced into the culture medium with P. fluorescens 047 according to Scheme 1. Its initial concentration in the liquid medium is 0.4 μg cm –3 . 4 hours after the start of cultivation, 0.4 μg · cm -3 glyphosate is additionally added to the medium and then every two hours in increasing concentrations: 0.5-1.5-4.0-8.0-10.0-20, 0-50.0-80.0 μg glyphosate / cm -3 culture medium.

Культивирование бактерий продолжается 28 часов (таблица 1).The cultivation of bacteria lasts 28 hours (table 1).

Figure 00000001
Figure 00000001

Для культуры Bacillus cereus 41 начальная концентрация глифосата в жидкой среде 0,05 мкг·см-3, через 4 часа после начала культивирования дополнительно вносится 0,05 мкг·см-3 глифосата и затем каждые два часа по схеме (схема 2): 0,1-0,2-0,5-1,0-2,5-6,0-15,0-20,0 мкг·см-3.For the Bacillus cereus 41 culture, the initial concentration of glyphosate in the liquid medium is 0.05 μg · cm -3 , 4 hours after the start of cultivation, 0.05 μg · cm -3 glyphosate is additionally added and then every two hours according to the scheme (Scheme 2): 0 , 1-0.2-0.5-1.0-2.5-6.0-15.0-20.0 μg · cm -3 .

Культивирование бактерий продолжается 28 часов (таблица 2).The cultivation of bacteria lasts 28 hours (table 2).

Figure 00000002
Figure 00000002

Пример 2. Получение биомассы микроорганизмов-биодеструкторов глифосата на основе культуры микромицетов Aspergillus niger 17 осуществляют в питательной среде на основе жидкой синтетической среды Стейнберга с добавлением соевой муки, имеющую в своем составе следующее соотношение компонентов, г/л:Example 2. Obtaining the biomass of microorganisms-biodestructors of glyphosate based on the culture of Aspergillus niger 17 micromycetes is carried out in a nutrient medium based on Steinberg liquid synthetic medium with the addition of soy flour, having in its composition the following ratio of components, g / l:

соевая мукаsoy flour 20,020,0 сахарозаsucrose 50,050,0 NH4NO3 NH 4 NO 3 1,91.9 KH2PO4 KH 2 PO 4 0,350.35 MgSO4×7H2OMgSO 4 × 7H 2 O 0,250.25 FeCl2 FeCl 2 0,00040,0004 ZnCl2 ZnCl 2 0,00040,0004 CuCl2 CuCl 2 0,00010.0001 MnCl2 MnCl 2 0,00010.0001 MoCl2 MoCl 2 0,000020.00002 CaCl2 CaCl 2 0,000020.00002 водородные ионыhydrogen ions 6,3 ед. pH6.3 units pH

Перед культивированием в стерильных условиях в среду добавляют готовую стабилизированную с использованием эмульгатора сорбитана моностеарата эмульсию перфтордекалина (конечное содержание перфтордекалина в жидкой питательной среде составляет 1,0% по массе; конечное содержание сорбитана моностеарата в жидкой питательной среде равно 0,0005% по массе от общего количества использованной питательной среды).Before cultivation under sterile conditions, a prepared perfluorodecalin emulsion stabilized using a sorbitan monostearate emulsifier is added to the medium (the final content of perfluorodecalin in the liquid nutrient medium is 1.0% by weight; the final content of sorbitan monostearate in the liquid nutrient medium is 0.0005% by weight of the total the amount of nutrient medium used).

Глифосат в культуральную среду с Aspergillus niger 17 вносится перед культивированием в концентрации 0,05 мкг·см-3, через 4 часа после начала культивирования дополнительно вносится 0,05 мкг·см-3 глифосата и затем через каждые 4 часа по схеме (схема 3): 0,1-0,5-1,0-2,0-5,0-10,0-15,0-15,0 мкг·см-3 Культивирование аспергилл продолжают - 56 часов (таблица 3).Glyphosate is added to the culture medium with Aspergillus niger 17 before cultivation at a concentration of 0.05 μg · cm -3 , 4 hours after the start of cultivation, an additional 0.05 μg · cm -3 of glyphosate is added and then every 4 hours according to the scheme (Scheme 3 ): 0.1-0.5-1.0-2.0-5.0-10.0-15.0-15.0 μg · cm -3 Cultivation of aspergillus continues for 56 hours (table 3).

Figure 00000003
Figure 00000003

Claims (1)

Способ получения биомассы активированных автохтонных микроорганизмов-биодеструкторов N-фосфонометилглицина (глифосата) в результате одного цикла глубинного культивирования культур аборигенных микроорганизмов-биодеструкторов в жидких средах на обычных, используемых для их выращивания, питательных основах, отличающийся тем, что перед началом культивирования в состав жидкой среды вносят субмикробостатические концентрации глифосата - 0,05-0,4 мкг·см-3 и стабилизированную с использованием эмульгатора сорбитана моностеарата эмульсию перфтордекалина, причем конечное содержание перфтордекалина в жидкой питательной среде составляет 1,0% по массе, конечное содержание сорбитана моностеарата равно 0,0005% по массе от общего количества использованной жидкой питательной среды, затем дробно на протяжении всего цикла культивирования многократно, с интервалом 2-4 часа, вводят субмикробостатические, повышающиеся при каждом введении в 1,25-2,5 раза количества глифосата, начиная с количеств глифосата, равных исходному содержанию его в культуральной среде. A method for producing biomass of activated autochthonous microorganisms-biodestructors of N-phosphonomethylglycine (glyphosate) as a result of one cycle of deep cultivation of cultures of native microorganisms-biodestructors in liquid media on conventional nutrient bases used for their cultivation, characterized in that before the start of cultivation, the composition of the liquid medium submikrobostaticheskie making glyphosate concentration - 0.05-0.4 g · cm -3 and stabilized using emulsifier sorbitan monostearate emulsion per tordecalin, and the final content of perfluorodecalin in the liquid nutrient medium is 1.0% by mass, the final content of sorbitan monostearate is 0.0005% by mass of the total amount of used liquid nutrient medium, then it is fractional throughout the cultivation cycle repeatedly, with an interval of 2 4 hours, submicrobostatic is administered, increasing at each injection 1.25-2.5 times the amount of glyphosate, starting with the amounts of glyphosate equal to its initial content in the culture medium.
RU2014128132/10A 2014-07-09 2014-07-09 Method of obtaining of biomass of activated autochthonic microorganisms-biodestructors of n-phosphon methyl glycine (glyphosate) RU2565561C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014128132/10A RU2565561C1 (en) 2014-07-09 2014-07-09 Method of obtaining of biomass of activated autochthonic microorganisms-biodestructors of n-phosphon methyl glycine (glyphosate)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014128132/10A RU2565561C1 (en) 2014-07-09 2014-07-09 Method of obtaining of biomass of activated autochthonic microorganisms-biodestructors of n-phosphon methyl glycine (glyphosate)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2565561C1 true RU2565561C1 (en) 2015-10-20

Family

ID=54327242

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014128132/10A RU2565561C1 (en) 2014-07-09 2014-07-09 Method of obtaining of biomass of activated autochthonic microorganisms-biodestructors of n-phosphon methyl glycine (glyphosate)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2565561C1 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2401298C1 (en) * 2009-02-18 2010-10-10 Институт биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г.К. Скрябина РАН BACTERIA STRAIN Achromobacter sp - ORGANOPHOSPHONATE DESTRUCTOR AND METHOD OF APPLICATION THEREOF FOR SOILS BIOREMEDIATION

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2401298C1 (en) * 2009-02-18 2010-10-10 Институт биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г.К. Скрябина РАН BACTERIA STRAIN Achromobacter sp - ORGANOPHOSPHONATE DESTRUCTOR AND METHOD OF APPLICATION THEREOF FOR SOILS BIOREMEDIATION

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
БАКУЛИН В.М. и др. Выделение бактерий рода Pseudomonas из почвы, загрязненной ксенобиотиком фосфонометилглицином // Ветеринарная медицина N1, 2012, с. 9-11. БАКУЛИН В.М. и др. Использование почвенных глифосатустойчивых изолятов бактерий рода Pseudomonas в биотехнологии деградации фосфонометилглицина // Ветеринарная медицина N3-4, 2012, с. 17-19. СТЯЖКИН К.К. и др. Оптимизация условий глубинного культивирования штамма Pseudomonas fluorescens EK-5-93 - биодеструктора метилфосфонатов // Вестник биотехнологии и физико-химической биологии имени Ю.А. Овчинникова том 6 N4, 2010, с. 19-25. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Souza et al. Soil metagenomics reveals differences under conventional and no-tillage with crop rotation or succession
Curvetto et al. Growth and productivity of different Pleurotus ostreatus strains on sunflower seed hulls supplemented with N–NH4+ and/or Mn (II)
Tarkka et al. Inter-kingdom encounters: recent advances in molecular bacterium–fungus interactions
Spring et al. High diversity of culturable prokaryotes in a lithifying hypersaline microbial mat
NL2015980B1 (en) Fertilizer comprising bacteria and protozoa.
ES2776823T3 (en) Method of sporulation of a Bacillus bacteria
do Vale Barreto Figueiredo et al. Biological nitrogen fixation: importance, associated diversity, and estimates
WO2019029394A1 (en) Marine microbial agent and preparation method therefor
Vercellino et al. Denitrifying capacity of rhizobial strains of Argentine soils and herbicide sensitivity
RU2565561C1 (en) Method of obtaining of biomass of activated autochthonic microorganisms-biodestructors of n-phosphon methyl glycine (glyphosate)
Wahab et al. Nitrogenase activity associated with the rhizosphere of Ammophila arenaria L. and effect of inoculation of seedlings with Azotobacter
CN104774788A (en) Preparation method and application of lawn salt resistance reinforcing composite microbial flora in waste compost
US20220410233A1 (en) Compositions and methods for bioremediation of glyphosate containing substrates
Emtsev et al. Protective effect of Klebsiella bacteria on lawn grasses under conditions of soil salinization
Meetei et al. Role of soil organisms in maintaining soil health
Knight et al. The control of contaminants in penicillin fermentations by antiseptic chemicals
Du et al. Effects of Beauveria bassiana and acephate on enzyme activities and microbial diversity in paddy soil.
Ellatif et al. New approach to control Sclerotium rolfsii induced sugar beet root rots disease by Trichoderma with improved sucrose contents.
RU2654595C1 (en) Strain of bacteria pantoea brenneri with phosphate-mobilizing and fungicidal activity
KR101208746B1 (en) Rhodobacter sp. KB-HHK-1 with plant growth promotion efficacy, microbial agent containing the same and method of culturing the same
Shirokikh et al. Actinomycetes in the rhizosphere of barley grown on acid soddy podzolic soil
Blume et al. Soil organisms and their habitat
RU2760337C1 (en) Preparation for increasing the yield of spring wheat
RU2760336C1 (en) Preparation for increasing the yield of spring barley
ES2923101B2 (en) Compositions obtained from mushrooms and their uses