CC BY
0УДК 579.61/66+581.1,582.232
Рахманова А.К.
Заведующая лабаратории Биотехнологий Международный научно-технологический парк Академии наук
Туркменистана, Туркменистан, г. Ашхабад e-mail: аltynaaarahmanova@gmail .com
НОВЫЙ ВЗГЛЯД БИОТЕХНОЛОГИЙ НА АРИДНЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ (НА ПРИМЕРЕ ВОСТОЧНЫХ
КАРАКУМОВ)
Аннотация: В статье рассматриваются перспективы использования сине -зелёных водорослей в борьбе с опустыниванием, биомасса которых может быть использована в качестве сырья для производства бионанокомпозитных средств, строительных материалов, биопрепаратов. Микроорганизмы работают в качестве биоагентов: при внедрении бактерий в грунт во время высадки растений вскоре вырабатывается набор полезных веществ, подпитывающих корневую систему, как минеральные удобрения. Обсуждаются возможности использования цианобактерий в различных сферах, в том числе в борьбе с опустыниванием, миграции песка. Проведен обзор отечественной и зарубежной литературы, обзор полученных результатов научных исследований и опытов учёных в мире науки. Успехи в развитии науки и техники обусловили в последние годы более углубленное изучение во всем мире сырьевых, в том числе водных, биоресурсов. Еще не так давно биоресурсы водного происхождения рассматривались только как сырье для производства традиционных видов пищевой, кормовой и технической продукции. Результаты многих исследований их состава показали, что они являются источниками разнообразных биологически активных веществ, которые могут
использоваться не только для производства фармацевтической, косметической продукции, стимуляторов продуктивности
сельскохозяйственных животных и растений, но и для производства строительных композитных материалов, также материалов в профилактике и в борьбе с опустыниванием.
Ключевые слова: опустынивание, биотехнологии, сине-зелёные водоросли, цианобактерии, засухоустойчивые растения,
бионанокомпозитные материалы, строматолиты, зоомелиорации, фитомелиорации.
Переход к интеллектуальным сетям представляет собой значительную эволюцию в энергетическом секторе, обусловленную потребностью в более эффективном,
Цианобактерии, называемые также «сине-зелёные водоросли» являются одной из одиннадцати основных групп эубактерий , по морфологическим и физиологическим характеристикам они разнообразны, и у них есть свои особенности в развитии, они образуют разообразную группу прокариот. В мире науки все еще ведется работа по созданию новой систематики цианобактерий, основанной на изучении чистых культур. Уже получено более 300 чистых штаммов цианобактерий. Цианобактерии отнесены к царству Prokaryotae, отделу Gracilicutes, классу Oxyphotobacteria, порядку Cyanobacteriales. Планета земля образовалась примерно 4,6 млрд лет назад. К концу этого периода (около 3,5 млрд лет назад) относятся первые строматолиты — карбонатные слоистые отложения, в которых встречаются следы цианобактерий [1]. Если сравнить морфологию (внешний вид) современных и древних цианобактерий, то они мало чем отличаются друг от друга. По поводу происхождения разнообразия форм цианобактерий имеются разные теории, однако все они основаны на современных алгоритмах разнообразных расчетов и имеют различия, связанные в
основном с тем, что оперировать приходится периодами в сотни миллионов лет как минимум. Сегодня можно с достаточной уверенностью сказать одно, цианобактерии являются одними из древнейших организмов на земле. Именно этим древним организмам мы обязаны тем, что жизнь на земле в конечном счете получилась такая, какая есть. Это произошло благодаря изобретению цианобактериями процесса фотосинтеза и насыщению атмосферы кислородом. Кроме того, согласно симбиотической теории, цианобактерии являются предшественниками хлоропластов высших растений — органелл, которые поглощают и фиксируют CO2, а также выделяют кислород, синтезируя при этом еще и целый набор энергетически ценных питательных веществ: глюкозу, сахарозу, крахмал, липиды, белки, пигменты и т. д. Потомки древних цианобактерий существуют до сих пор. После образования земли в ее атмосфере было очень много углекислого газа и очень мало кислорода. Цианобактерии этот процесс повернули в обратную сторону: теперь много кислорода и мало углекислого газа. В настоящее время существуют так называемые реликтовые цианобактерии, которые когда-то давно, когда в атмосфере уже появился кислород, но было еще довольно много углекислого газа, были вытеснены более совершенными и приспособленными эукариотическими формами жизни в экстремальные места обитания. Сейчас такие экстремальные места можно найти на планете — это, например, содовые озера, то есть бикарбонат, растворенная углекислота. Вот в таких местах, напоминающих условия древней атмосферы земли, какой она была пару миллиардов лет назад, живут так называемые реликтовые цианобактерии, которые могут быть прямыми потомками древних клеток, обеспечивавших землю первым кислородом. Концепция «зеленой» планеты заключается в замещении невозобновляемых сырьевых и энергетических ресурсов возобновляемыми продуктами, которые можно получать из фотосинтезирующих организмов за счет энергии солнца. Для того чтобы такой «зеленой технологией» овладеть, необходимы глубокие
знания метаболических и регуляторных путей в тех организмах, которые можно приспособить работать на нужды человечества [2]. Из научных литературных данных цианобактерии обладают повышенной адаптивной устойчивостью к экстремальным условиям: перенесению полярных температур от льдов Антарктиды и песков жарких пустынь; существование на засоленных маршах и в пресных водоемах; ацидо- и алкалотолерантность. Цианобактерии приспосабливались в процессе эволюции к изменяющимся условиям (перепады температур, отсутствие озонового экрана, действие жесткого излучения и т.д.), расширяя адаптационные возможности и в то же время сохраняя свои физиолого-биохимические свойства. Это обеспечивало легкий переход с одного типа метаболизма на другой при изменении условий среды. Поражает, с одной стороны, их наличие в древних строматолитах и, с другой, процветание этой группы микроорганизмов в настоящее время. Строматолиты — древнейшие следы жизни, представляющие собой продукты жизнедеятельности цианобактерий (царство Cyanobionta) — первых фотосинтезирующих организмов на земле. Строматолиты известны от раннего архея (около 3,5 млрд лет назад) до современности. Наибольший расцвет цианобактерий пришёлся на протерозойскую эру, затем их роль резко снизилась. Современные строматолиты образуются на морских мелководьях, в солёных озёрах и горячих источниках. ископаемые, в биологической природе которых усомнился Бразье, могут оказаться даже цианобактериями, образующими цианобактериальные маты. Этот вывод Розанова соответствует его представлению о ранней оксигенизации атмосферы (~2.7 млрд лет). В некоторых странах начался новый этап развития бактериальной палеонтологии [3, c. 120-350].
В современном мире аналогами древнейших строматолитов являются микробные, преимущественно циано-бактериальные постройки, образование которых происходит в экстремальных условиях, таких как залив Шарк Бей в Австралии и Багамские острова. Эти микроорганизмы первыми на земле
овладели процессом фотосинтеза и в результате своей жизнедеятельности насыщали земную атмосферу кислородом. Строматолитовые постройки формируются при прикреплении цианобактериальных сообществ к субстрату и имеют различную форму: пластовую, брусковую, столбчатую (неветвящуюся и ветвящуюся) и желваковую, которая обусловлена составом сообщества микроорганизмов и условиями среды обитания (глубина, течение и др.). В настоящее время цианобактерии также продолжают «трудиться» над образованием микробиальных построек. Древнейшие находки строматолитов обнаружены в горных породах с возрастом 3,5 миллиарда лет [4]. Само же слово «строматолит» происходит от греческих слов stroma - «подстилка» и lithos - камень, буквально - «ковровый камень». Находки строматолитов известны во всем мире, но большинство раннедокембрийских строматолитовых построек находится на территории Карелии. Перед исследователями открываются невиданные ранее поля деятельности, так что будущее сулит не только безмятежную «зеленую» планету, но и множество открытий.
Материалы и методы исследования
Многими авторами подтверждена перспективность использования сине-зелёных водорослей в качестве источника разнообразных биологически активных веществ. Некоторые из этих веществ могут служить ценным сырьем для производства фармацевтической, косметической продукции, стимуляторов продуктивности сельскохозяйственных животных и урожайности сельскохозяйственных культур, мы исследуем функциональные возможности ЦБ в борьбе с опустыниванием.Целью исследования автора являются сине-зелёные водоросли (цианобактерии) и засухоустойчивые растения, устойчивые в засушливых условиях. В борьбе с опустыниванием с помощью методов биотехнологии ведутся исследования сине-зелёных водорослей (цианобактерий) и засухоустойчивых растений. Также исследования таких засухоустойчивых растений, на сыпучих песках как
верблюжья колючка, эфимеры, эфемероиды, кустарники: белый и чёрный саксаул, кандым, черкез, песчаная акация, астрагалы, ферула, в барханах и травяном покрове преобладающие растения как вздутая осока, селин-трава с помощью которых останавливают и закрепляют пески. Все они хорошо растут на песках и соленых почвах, не давая их состоянию ухудшаться. 80% территории Туркменистана занимает пустыня. Каракумы словно лоскутное одеяло, собраны из различных типов пустынь: песчаные, лёссовые, глинистые, каменистые, щебнистые, солончаковые. Это бескрайняя равнина, простирающаяся до самого горизонта, с юга на неё напирают живописные скалы и ущелья гор Копетдага, которые обрываются с высоты в застывшее «море» холмистого предгорья, за которыми уже начинается пустыня. Изменение климата, засухи и другие факторы приводят к опустыниванию, Туркменистан активно борется с деградацией земель в соответствии с Конвенцией ООН по борьбе с опустыниванием и Национальной программой действий по борьбе с опустыниванием, включающей мероприятия по лесовосстановлению. В мае 2024г. года Президентом Туркменистана утверждена «Программа по комплексному развитию биотехнологий в стране на 2024-2028 годы». Одним из направлений которой является изучение и применение водорослей. Данные исследования по борьбе с опустыниванием территорий, разрабатывают методы, основанные на методах зоомелиорации -основанная на использовании в качестве мелиоранта живых микроорганизмов и макробиологических организмов, фитомелиорации -закреплении песков деградированных пастбищ древесно-кустарниковой и травянистой растительностью. Экологическая проблема характерна практически для всех стран мира. Общая площадь подверженных опустыниванию земель составляет более 3 млрд га - это 40% продуктивной площади земного шара [5]. В культивирования цианобактерий есть особенности. Цианобактерии все чаще используются исследователями в качестве объекта для выяснения особенностей таких важных биологических
процессов, как фотосинтез, дыхание, азотфиксация, гетеротрофная ассимиляция углерода и другие. Широкое распространение цианобактерий в природе делает легкодоступным получение материала для выделения их из самых различных источников. Садовая и лесная почва, речная и озерная вода, болотная жижа и почвенные корочки пустынь, налет на камнях и стенках аквариумов могут служить источниками получения многочисленных и разнообразных форм цианобактерий [6]. Из отобранного материала необходимо получить накопительную культуру. В некоторых случаях, когда цианобактерии выделяют из особых мест обитания (горячие источники, поверхность льда, сероводородный источник), полезно сохранить в среде фактор, создающий или поддерживающий эти условия. Нужно тем или иным способом получить отдельные нити или клетки цианобактерий и перенести их в стерильную питательную среду [7]. В лаборатории этого можно добиться с помощью микроманипулятора или капельным методом, сделав ряд последовательных разведений накопительной культуры. В полевых условиях для отделения нитей или спор цианобактерий используют обычную капиллярную пипетку, контролируя действия небольшим увеличением микроскопа или лупой. При работе с подвижными нитчатыми формами отделение кончиков нитей производят на поверхности твердых питательных сред также под контролем малого увеличения микроскопа [8]. Выращивание накопительной культуры на твердой питательной среде дает возможность по характеру роста на поверхности разделить между собой выделяемые виды цианобактерий. Трудность получения бактериологических чистых культур цианобактерий вызвана тем, что клетки и нити их почти всегда окружены толстым слоем слизи, укрывающим бактериальные организмы-спутники. С помощью ряда пересевов на минеральных средах можно легко избавиться от случайных спутников. Гораздо труднее очистить культуру цианобактерий от сопутствующих микроорганизмов, обитающих в околоклеточной слизи. Некоторые ученые для ликвидации бактериальных загрязнений используют
дробление культур цианобактерий на магнитной мешалке с последующей обработкой их ультрафиолетовыми лучами [9]. Для очистки культур цианобактерий от сопутствующих бактерий самое главное - это получение нитей цианобактерий, свободных от слизи. Возможно получение бактериально чистых культур цианобактерий непосредственно путем пересева из суспензий фильтрата в подходящую питательную среду. Более результативна обработка суспензии бес слизевых клеток какими-нибудь бактериальными агентами или их комбинацией. Необходимо подобрать такие агенты, которые, будучи губительными для слизевых бактерий, предварительно выделенных в чистых культурах, были бы безвредны для самих цианобактерий. Для проверки чистоты полученных культур применяют высевы из жидких культур цианобактерий на среду Эшби для азотобактера, среду Виноградского для нитрифицирующих бактерий, среду Хетчинсона для целлюлоз разрушающих бактерий или среду Ларсена для фотосинтезирующих бактерий. Отсутствие на них бактериального роста и микроскопический контроль однородности культур цианобактерий гарантируют бактериологическую чистоту культуры и делают ее абсолютно пригодной для сравнительно-физиологических и биохимических работ [10]. Объект исследования Объектом исследования являются сине-зелёные водоросли (цианобактерии) и засухоустойчивые растения, устойчивые в засушливых условиях. В борьбе с опустыниванием с помощью методов биотехнологии нами ведутся исследования сине-зелёных водорослей (цианобактерий) и засухоустойчивых растений. Сине-зелёные водоросли одни из самых древних на планете и наиболее распространённые. Их можно встретить в солёной и пресной воде, в влажной почве. Эти водоросли являются старейшей группой прокариотических организмов, участвующих в фотосинтезе и оказывающих значительное влияние на глобальную экосистему. Сегодня в борьбе с опустыниванием земель нужно использовать инновационные методы биотехнологии, которая позволит значительно
уменьшить проблемы освоения опустынивания. Эти технологии базируются на использовании каталитического потенциала различных биологических агентов и систем - микроорганизмов, вирусов, растительных и животных клеток и тканей, а также внеклеточных веществ и компонентов клеток. В настоящее время разработка и освоение биотехнологии занимают важное место в деятельности практически всех стран. Один из способов борьбы с наступающими песками научно-экспериментальная разработка
биотехнологий бионанокомпозитного средства на основе биомассы цианобактерий которая закрепляет миграцию подвижных песков. Использование данного метода биотехнологии способствует сохранению почвенной влаги от потерь на физическое испарение, повышению содержания в почве органического вещества и гумуса, защите почв от эрозии, дефляции и антропогенного переуплотнения. Для этого используется биомасса цианобактерий, которая не наносит вреда природе, но способна превратить безжизненные барханы в плодородные поля. Метод включает в себя подготовку биомассы, смешивание с остальными компонентами, покрытие пустынных барханов, посадка засухоустойчивых растений, основной целью которой является остановить движение песков и удержание влаги. Этот процесс происходит за счёт образования конденсата во время суточных перепадов температур. На покров высаживаются растения, адаптированные к жарким условиям полупустынь. Барханы покрываются плотной липкой тканью. А когда высаженные растения прорастают, их корни еще лучше закрепляют эту основу, и сверху образуется плодородный слой почвы. Нами проведены исследования на опытных участках, образцы испытаны на пустынных песках разъездов Балканского региона. Вяжущие способности биомассы и удерживание ею воды подтверждены. Такой метод позволит добиться быстрого эффекта на большой площади. Также доказано, что растения в таком «пледе» быстро приживаются и пускают корни. Разработанный нами бионанокомпозитный материал (БНКМ) может быть
использован при фитомелиорации эродированных песчаных земель и опустыненных земель в сухостепной подзоне в пустынных зонах. Подвижные голые, сыпучие пески причиняют большой вред экосистеме. Очень часто они заносят сельскохозяйственные угодья, реки, водоемы, каналы, транспортные магистрали, ирригационные сооружения и другие объекты. Поэтому закрепление песков является важной задачей в борьбе с ветровой эрозией. Нами было исследованы местные источники, некоторые образцы с Каспийского моря, если сравнить с океанской водой то соленость моря примерно в три раза меньше (30-36%) . Сине-зеленые водоросли (Cyanoprokaryota / Cyanophyta / Cyanobacteria) являются неотъемлемым компонентом водной экосистемы Каспия и выполняют различные функции. Принадлежность к прокариотам и способность цианобактерий к фотосинтезу, даёт возможность культивирования на средах, содержащих в основе только минеральные элементы, все эти особенности позволяют получать большое количество биомассы, чем при использовании гетеротрофных культур при сравнимых расходах. При этом среди цианобактерий встречаются уникальные штаммы, для которых характерно накопление соединений, имеющих практическую ценность.
Результаты исследования и их обсуждение.
Автором предложено использование сине-зелёных водорослей как источника вторичных метаболитов карбоната кальция, строматолитов который в силу особенностей метаболизма, устойчивы к воздействию повышенных температур. В биотехнологии для получения различных биологически активных веществ в качестве сырья в основном часто используется биомасса одноклеточных организмов. Биообъектом исследований являются сине-зеленые водоросли (цианобактерии) водных и почвенных источников Туркменистана. Скорость развития, проведения различных исследований, дает возможность работать с цианобактериями и
делают их удобными модельными объектами для изучения различных физиологических процессов и метаболических путей в фотосинтезирующих клетках. Таким образом, цианобактерии представляют интерес как для фундаментальных, так и для практических исследований. На основе ЦБ автором разработано бионанотехнологическое средство которое применилось на месте исследований на сыпучих песках с последующей посадкой засухоустойчивых растений.
В окрестностях Ашгабада в Гёкдере, предгорьях Копетдага в ущельях и рек Чюли обитает цианопрокариота рода Synechococcus, Chroococcales и почвенные представители родов Nostocales, Anabaena. Для характеристики выделенных родов привлечены данные, полученные при изучении клеточной ультраструктуры, генетического материала, физиолого-биохимических свойств. В результате исследований в лабораторных условиях накопление материала наблюдалось к 27 дню, среду стерилизовали, довели рН 7,5, инокулируя цианобактериями культуру поместили в климастат освещенностью 3000 - 4000 люкс. с температурой 30 °С. Культуру периодически пересеивали. Для регуляции контроля и стабильности состояния культур проверяли регулярно. Полученные результаты характерны признакам представителям этой группы чехлы, окружающих каждую клетку, колонии. В нескольких плоскостях размножение осуществлялось не только почкованием но и бинарным делением. Среди цианобактерий много форм, способных к азотфиксации. Под азотфиксацией понимают возможность использования организмом молекулярного азота, который содержится в огромном количестве в атмосфере. Азотфиксация связана с активностью ферментного комплекса нитрогеназы. При этом происходит восстановление азота до аммиака, затем образуются азотсодержащие органические молекулы. Цианобактерии живут в присутствии молекулярного кислорода, более того, они его образуют. У представители порядка Nostocales наблюдается образование гелеподобных слизистых чехлов, эти данные
показывают, что слизь представляет собой единую систему с клеткой. Также автором исследовано ЦБ порядка Chroococcales, Nostocales, Anabaena на песчаных песках аридных зон. Образцы были испытаны на песчаных дюнах.
В ходе исследования наблюдалось что, основная масса клеток обнаружена в поверхностных слоях почвы, также на поверхности почвы наблюдалось периоды их интенсивного размножения. Цвет почвы менялся до темно-зеленого цвета, которая говорит о высокой стойкости к ультрафиолетовым лучам и способности к усвоению атмосферного азота и фотосинтеза. Различные виды цианобактерий обладают разнообразными адаптационными механизмами, определяющими успешное развитие даже в жёстких условиях окружающей среды. Некоторые формы ЦБ, образуют пигмент, концентрирующийся на поверхности клетки и эффективно защищающий ее от ультрафиолетовых лучей, что определяет возможность развития этой ЦБ при прямом солнечном освещении. Изучение этих явлений позволило установить, что эти организмы проникают вглубь песка, действуя на физические свойства почвы в дальнейшем образуя гумус. На поверхности пустынных почв (рис.1) в сухих степях и полупустынях наблюдались образования сине-зеленых с коричневым оттенком корочек, изменяющие водно-физические свойства песков, улучшая просачивание воды, водоудерживающая способность почвы повышалась вдвое .
Рис. Песчанная почва после применения средства, образование
корочек.
Сегодня пересмотр принципов классической биотехнологии, основанной на применении чистых культур микроорганизмов, базируется на понимании запросов почвенного плодородия, необходимого для возобновления ресурсов. Показано, что экобиотехнологический потенциал микроорганизмов проявляется полнее всего в консорциумах. Во многих результатах научных исследований ЦБ способны переносить температуры порядка 30-35 и даже 40 °С. что показали результаты данного исследования. На основании физиологических исследований была дана характеристика физиологических особенностей некоторых видов ЦБ порядка Synechococcus, Chroococcales, Nostocales, Anabaena. Состав белков, фотосинтетических пигментов и жирных кислот в фитомассе сине- зелёных водорослей и почвенных видов ЦБ, выращенного при разных температурах, продемонстрировали потенциальную пригодность для использования в аридных зонах. Разностороннее изучение сине- зелёных водорослей и почвенных видов ЦБ позволило оценить биологическую ценность и установить возможности использования фито и биомассы в качестве биологической добавки композитных материалов. Основной целью дальнейших работ по исследованиям сене-зелёных водорослей будет изучение возможностей использования фито и биомассы в производстве композитных средств. Цианобактерии широко распространены в почвенных биоценозах. Они принимают участие во многих биохимических процессах, в накоплении органических веществ и азота, разрушении минеральных субстратов, распределении и аккумуляции различных элементов. В процессе жизнедеятельности цианобактерии обуславливают изменения среды, ведущие к формированию почвы (рис.2). Они часто образуют различного вида разрастания на поверхности почвы.
Рис.2. Процесс изменения и формирования почвы. Укрепления дюн
песчаными засухоустойчивыми растениями.
Заключение.
В последние годы во всём мире резко возрос интерес к технологиям получения ценных продуктов с использованием микроводорослей и цианобактерий. Их развитие предполагает создание природоподобных малооотходных производств, позволяющих сократить концентрацию парниковых газов промышленного производства, в частности углекислого газа, за счёт его усвоения фотоавтотрофными биологическими агентами (микроводорослями или цианобактериями) в процессе фотосинтеза. Биомасса микроводорослей и цианобактерий может быть использована для решения широкого круга задач хозяйственной деятельности человека (производства пищевых и кормовых добавок, компонентов для косметических продуктов, фармацевтических препаратов, биотоплива (биодизель, биоэтанол, биометан, авиатопливо, водород, синтез-газ), биопластика, биосмазок, биоудобрений, а также их использования для очистки сточных вод и регенерации воздуха). Одним из подходов, который позволяет повысить эффективность усвоения и переработки углекислого газа фотоавтотрофными организмами, является генетическая трансформация, которая предполагает активизацию метаболических путей утилизации углекислого газа, введение дополнительных генов, кодирующих ферменты, наличие которых не
характерно для природных штаммов.В результате исследований на песчаных песках засушливых територий, на месте, судя по процессу минерализации которые происходили в глубине песка говорят о том что, метаболиты цианобактерий и азотсодержащие соединения действенные. По литературным данным эти организмы выделяют аминокислоты: лейцин, фенилаланин, валин, метионин,тирозин, пролин, аланин, глутаминовую и аспарагиновую кислоты, треонин, серин, глицин, аргинин, гистидин, лизин, цистин, а также пептиды и полипептиды. Органические кислоты: щавелевую, янтарную, яблочную, лимонную, муравьиную, уксусную, пеларгоновую и масляную. У некоторых цианобактерий выделены и идентифицированы вещества углеводной природы, в частности, полисахариды, которые состоят, в основном, из глюкозы, фруктозы, арабинозы, ксилозы, рибозы, раминозы и глюкуроновой кислоты. Большое экологическое значение имеют летучие вещества цианобактерий, эфирные масла, обладающие высокой биологической активностью. В многокомпонентной системе летучих соединений идентифицированы производные алифатических терпенов, терпеновые спирты, эфиры, альдегиды, летучие кислоты и 6фенолы. Цианобактерии являются важным источником витаминов в водоемах и других биоценозах. Они синтезируют витамины группы В и ауксиноподобные вещества.
Внесение цианобактерий в почву экологически безопасно, так как, цианобактерии - постоянный, биологически значимый компонент любой почвенной экосистемы, их массовое развитие приводит к оздоровлению почвы вследствие: накопления «биологического» азота, витаминов, аминокислот, ростовых веществ, снижения токсического действия поллютантов,- фитосанитарного эффекта, улучшения плодородия, способны оказывать ризогенный эффект, положительно действуя на корневую систему растений, стимулируют прорастание семян, образуют искусственные ассоциации с агрономически полезной микрофлорой. Синтез и
трансформация органического вещества водорослей является очень динамичным процессом. Биомасса водорослей способна обновляться в течение 3-5 суток, поэтому реальный вклад водорослей в первичную продукцию экосистемы в сотни и тысячи раз больше величины биомассы.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Sarsekeyeva F.K., Usserbaeva A.A., Zayadan B.K., Mironov K.S., Sidorov R.A., Kozlova A. Isolation and characterization of a new cyanobacterial strain with a unique fatty acid composition// Advances in Microbiology. 2014. Vol. 4, P. 1033-1043.
2. Sinetova M.A., Bolakhan K., Sidorov R.A. Polyphasic characterization of the thermotolerant cyanobacterium Desertifilum sp. Strain IPPAS B-1220// FEMS Microbiology Letters. 2017. Vol. 364, №4. P. 1-10.
3. Розанова М., Эволюция биосферы и биоразнообразия. Товарищество научных изданий КМК. 2016. 597с.
4. Los D.A., Mironov K.S. Modes of fatty acid desaturation in cyanobacteria An update// Life 2015. Vol. 5, P. 554-567.
5. Calteau A., Fewer D.P., Latifi A. Phylum-wide comparative genomics unravel the diversity of secondary metabolism in Cyanobacteria// BMG Genomics. 2014. Vol. 15, P. 9777.
6. Лось Д. А. Сенсорные системы цианобактерий. М., Научный Мир. 2012. 218 с.
7. Т. И. Михайлюк, К. Глазер, У. Карстен, роль цианобактерий в формировании биологических почвенных корочек приморских песчаных дюн (балтийское море, германия) "// цианопрокариоты /цианобактерии: систематика, экология, распространение: Мат. Докл. / II Межд. Конф. Сыктывкар, Россия. 2019. С. 203-206.
8. Усербаева А. А. Генетическая характеристика штамма Cyanobacterium sp. IPPAS B-1200- потенциального продуцента биодизеля: Автореферат дис. Докт.фил. наук М.: 2017. 10 с.
9. О.А. Кокшарова Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия., Функции вторичных метаболитов цианобактерий: история вопроса и современное состояние // цианопрокариоты /цианобактерии: систематика, экология, распространение: Мат. Докл. / II Межд. Конф. Сыктывкар, Россия. 2019. С.29-32.
10. Sinetova M.A., Los D.A. New insights in cyanobacterial cold stress responses Genes, sensors, and molecular triggers // Biochimica et Biophysica Acta, General Subjects. 2016. Vol. 1860, P. 2391-2403.
Rakhmanova A.K.
International Science and Technology Park of the Academy of Sciences of Turkmenistan, Turkmenistan, Ashgabat e-mail: аltynaaarahmanova@gmail. com
A NEW LOOK OF BIOTECHNOLOGY AT ARIDA ECOSYSTEMS (USING THE EXAMPLE OF THE EASTERN
KARAKUM)
Abstract: The article discusses the prospects for the use of blue-green algae in the fight against desertification, the biomass of which can be used as a raw material for the production of bionanocomposite products, building materials, and biological products. Microorganisms work as bioagents: when bacteria are introduced into the soil during planting, a set of useful substances is soon produced that feed the root system, like mineral fertilizers. The possibilities of using cyanobacteria in various fields are discussed, including in the fight against desertification and sand migration. A review of domestic and foreign literature was carried out, a review of the results of scientific research and the experiences of scientists in the world of science was carried out. Advances in the development of science and technology have led in recent years to a more in-depth study of raw materials, including water, and biological resources throughout the world. Not so long ago, biological resources of aquatic origin were considered only as raw materials for the production of traditional types of food, feed and technical products. The results of many studies of their composition have shown that they are sources of various biologically active substances that can be used not only for the production of pharmaceutical, cosmetic products, productivity stimulants for farm animals and plants, but also for the production of building composite materials, as well as materials for prevention and control with desertification. Science data and long-term practice of agriculture and livestock farming in forest-
steppe, steppe and semi-desert areas convince us of the possibility of effectively counteracting many of the emerging negative phenomena of desertification with a complex of biotechnological, biological and reclamation measures, the organizing basis of which is the creation of interacting protective complex systems.
Key words: desertification, biotechnology, blue-green algae, cyanobacteria, drought-resistant plants, bionanocomposite materials, zoomelioration, phytomelioration.
