CC BY
0INTERNATIONAL SCIENTIFIC AND PRACTICAL CONFERENCE "STATUS AND DEVELOPMENT PROSPECTS OF FUNDAMENTAL AND APPLIED MICROBIOLOGY: THE VIEWPOINT OF YOUNG SCIENTISTS" _25-26 SEPTEMBER, 2024_
OSIMLIK URUGLARINI BAKTERIYA VA POLIMER MODDA ALGINAT BILAN INKAPSULYATSIYA QILISH
1Feofanova N.A., 2Xidirova O'.S.
Novosibirsk davlat texnika universiteti, Novosibirsk, Rossiya 2Sharof Rashidov nomidagi Samarqand davlat universiteti Biokimyo insituti tayanch doktoranti
https://doi.org/10.5281/zenodo.13838231 Annotatsiya. Hozirgi zamonaviy qishloq xo jaligining eng maqbulyo 'nalishlaridan biri bu biologik nazoratdir. Ammo ko'pgina tajribalar hisobotlari shuni ko'rsatadiki, mezbon o'simliklarda biokontrol bakteriyalarining omon qolishi yaxshi emas. Bionazoratni ta'minlash uchun tashqi qoplamalar ichida inkapsulyatsiya bilan himoyalangan vositalar qo'llash mashhur g'oyaga aylandi. Bionazorat bakteriyalarini yuza qismini yopish uchun ekstruziya, buzadigan amallar bilan quritish va emulsiyani o'z ichiga olgan turli xil texnikalar joriy etilgan. Ushbu turdagi mikrokapsulyatsiya uchun tez-tez ishlatiladigan biopolimerlardan biri alginat, dengiz o'tlaridan olingan biopolimerdir. Asosiy bakterial inkapsulyatsiya talablariga javob beradigan alginat asosidagi mikrokapsulalar, shu jumladan biokompatiya, biologik parchalanish va uzoq muddatli omon qolish bu funktsiyani qo'llab-quvvatlash alginatli inkapsulatsiyani ishlab chiqarishga olib keldi. Biologik parchalanadigan polimerlarga asoslangan biopreparatlar qishloq xojaligi mahsulotlari sifati oshishiga sabab bo'ladi. Tajribada Bacillus cereus N6 shtammining tuproq namligining yetarli emasligi sharoitlarda Marul urug'larining unib chiqishiga ta'siri aniqlandi. Biologik mahsulotlarning bakteriyali alginat jele tashuvchisidagi urug'larga inkapsulyatsiyadan foydalanish imkoniyati ko'rsatilgan.
Kalit so'zlar: alginat, urug'ning unib chiqishi, o'simliklarni himoya qilish, inkapsulyatsiya, Marul urug'lari.
Kirish. Jelatin, alginat, xitozan, kraxmal, arab saqich, gellan saqich va turli xil polimerlar sut oqsili, kapsulalangan biokontrol bakteriyalarini ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Bular orasida alginat o'simlik probiotiklarini inkapsulyatsiya qilish uchun keng qo'llaniladigan va amaliy polimerdir. [7] Natriy alginat ulardan biri bo'lib, eng ko'p o'rganilgan biopolimer hisoblanadi. U gidrofillik, biologik moslik, biologik parchalanish va mikroblarga qarshi yuqori faollik kabi ajoyib xususiyatlarga ega. [3] Gidrogellarning qobiliyati ma'lum, xususan, alginat, suvni keyinchalik tuproqqa chiqarish bilan samarali bog'laydi. [1] Alginatning kaltsiy ionlari orqali o'zaro bog'lanish qobiliyati bor va uni "tuxum-quti" modeli deb ta'riflanadi. [2]
Natriy alginatning giluron kislotasi qoldiqlariga turlicha Ca2+ bilan ta'sir ettirilganda [4] karboksilik guruhlar orqali jelesimon Ca2+ kationlari turli shakllarda hosil bo'ladi, masalan, bunda membranalar yoki plyonkalar, ko'piklar va kapsulalar kabi nozik materiallarni ishlab chiqarishi mumkin. [3] Alginatlar asosan tabiiy jigarrang dengiz o'tlaridan olinadi. [6]
Alginat inkapsulyatsiya texnologiyasida foydalaniladi va natijada biologik parchalanadigan kapsulalar yordamida inkapsulyatsiya qilish o'simliklarning o'sishiga yordam beradi. Rizobakteriyalar (PGPR) bakteriyalarning omon qolish sharoitlarini yaxshilash uchun ham foydalaniladi. [5] O'simliklar o'simlik probiotik bakteriyalari borligida yaxshiroq o'sishi mumkin. Bakteriyalar bir qator muhim funktsiyalarni bajaradilar, shu jumladan azot fiksatsiyasi, siderofor ishlab chiqarish va minerallarning erishi, shuningdek ular auksin, sitokinin, vitaminlar va o'simliklarning o'sishi uchun zarur bo'lgan shunga o'xshash moddalar. [9] Biroq, PGPR turli tuproq xususiyatlariga namlik, harorat, pH, raqobat va ekologik stresslarga sezgirligi tufayli o'simlik ildizlari atrofida osongina koloniyalashmaydi. [10] Shunday qilib, bu
INTERNATIONAL SCIENTIFIC AND PRACTICAL CONFERENCE "STATUS AND DEVELOPMENT PROSPECTS OF FUNDAMENTAL AND APPLIED MICROBIOLOGY: THE VIEWPOINT OF YOUNG SCIENTISTS" _25-26 SEPTEMBER, 2024_
mikroorganizmlarning mikrokapsulalarga inkapsulalanishi omon qolish uchun katta foyda keltiradi. [8]
Material va usullar.Tadqiqotda Marul urug'larini alginat jele bilan davolab, tuproq namligining yetarli bo'lmagan sharoitida yaratildi va urug'ning unib chiqishi o'rganib chiqildi. Bunda B. cereus N6 hujayralarini o'z ichiga olgan alginat jelega asoslangan murakkab biologik mahsulotdan foydalanildi.
Alginat jele asosida biologik mahsulot ishlab chiqarish texnologiyasi quyidagi bosqichlar kiritilgan: 1) B. cereus N6 bakteriyalarining biomassasini yetishtirish (Sibir Federal Ilmiy Markazi kolleksiyasidan RAS, Novosibirsk) Luria-Bertani muhitida statsionar fazaga qadar; 2) 2% olish bakteriyalar bilan aralashtirilgan alginat jele, Marul urug'larini inkapsulyatsiya qilish va polimerizatsiya 0,2% kaltsiy xlorid eritmasida tushirish usuli; 3) 7 kun davomida xona haroratida urug'larni quritish. Quritgandan so'ng, takroriy suyultirish CFU soni usul yordamida aniqlandi. Biologik mahsulot bilan ishlov berilgan urug'lar tarkibida B. cereus N6 ni 1 g uchun 107 CFU miqdori aniqlandi. Vegetatsiya tajribasi quyidagi eksperimental guruhlarda o'tkazildi: "Nazorat" - ishlovsiz urug'lar; "alginat" - urug'lar, bakteriyasiz alginat jele bilan ishlov beriladi; "biologik mahsulot" - qayta ishlangan urug'lar bunda bakterial B. cereus N6 o'z ichiga olgan alginat gel. Urug'lar miqdori 10 dona, 400 ml lik idishlarda qurib qolgan torf tuproqlarida unib chiqdi. 16 soatlik fotoperiod sharoitida 250 C haroratda 30 kun. Har hafta 20 ml hajmda sug'orish amalga oshirildi. B. cereusN6 o'z ichiga olgan biologik mahsulot bilan salat urug'ini davolash, tajribaning 7-kunida va 14-kunida urug'larning unib chiqishi sezilarli darajada oshdi. (1-jadval) Yashil massa rivojlanishida ustunlik berish (1-rasm).
1-jadval
Marul urug'larining unib chiqish ko'rsatkichlari
Muddat Nazorat Alginat Biopreparat
7 kun 11,4±3,8 20,0±7,6 51,3±14,6*
14 kun 16,0±5,5 27,5±8,9 66,3±13,0*
1-jadvalda keltirilganidek Marul urug'larining unib chiqishi, %. Ma'lumotlar o'rtacha formatda qiymat va standart og'ish taqdim etildi, n=8. * nazorat bilan solishtirganda sezilarli farqlar (p<0,05, Wilcoxon-Mann-Whitney testi).
1-rasm. Kultivatsiyaning 28-kuni salat o'simliklari.
INTERNATIONAL SCIENTIFIC AND PRACTICAL CONFERENCE "STATUS AND DEVELOPMENT PROSPECTS OF FUNDAMENTAL AND APPLIED MICROBIOLOGY: THE VIEWPOINT OF YOUNG SCIENTISTS" _25-26 SEPTEMBER, 2024_
Xulosa. B. cereus N6 o'z ichiga olgan biologik mahsulotdan foydalanish urug'larning unib chiqish foizini to'rt barobarga oshirishga olib keldi. Bu ta'sirni alginat gel kapsulasidagi bakteriyani yaxshiroq saqlashi ,suv va rivojlanish uchun qulay muhit yaratishi bilan izohlash mumkin. Cheklangan sug'orish sharoitida urug'larning unib chiqishiga nisbatan bakterial faollik yuqori bo'lishi aniqlandi.
FOYDALANILGAN ADABIYOTLAR RO'YXATI
1. Максимова Ю.Г., Щетко В.А., Максимов А.Ю. Полимерные гидрогели в сельском хозяйстве. // Сельскохозяйственная биология. 2023. Т. 58. № 1. С. 23-42.
2. Dodero, L. Pianella, S. Vicini, M. Alloisio, M. Ottonelli, M. Castellano, Alginatebased hydrogels prepared via ionic gelation: an experimental design approach to predict the crosslinking degree, Eur. Polym. J. 118 (2019) 586-594, https://doi. org/10.1016/j.eurpolymj.2019.06.028.
3. H. Shehzad, E. Ahmed, A. Sharif, M.I. Din, Z.H. Farooqi, I. Nawaz, R. Bano, M. Iftikhar, Amino-carbamate moiety grafted calcium alginate hydrogel beads for effective biosorption of Ag(I) from aqueous solution: economically-competitive recovery, Int. J. Biol. Macromol. 144 (2020) 362-372, https://doi.org/10.1016/j. iibiomac.2019.12.097.
4. H. Wang, S. Fei, Y. Wang, L. Zan, J. Zhu, Comparative study on the self-assembly of pectin and alginate molecules regulated by calcium ions investigated by atomic force microscopy, Carbohydr. Polym. 231 (2020) 115673, , https://doi.org/10. 1016/j.carbpol.2019.115673
5. Kim, I.-Y.; Pusey, P.L.; Zhao, Y.; Korban, S.S.; Choi, H.; Kim, K.K. Controlled release of pantoea agglomerans e325 for biocontrol of fire blight disease of apple. J. Control. Release 2012, 161, 109-115.
6. L. Youssouf, L. Lallemand, P. Giraud, F. Soule, A. Bhaw-Luximon, O. Meilhac, C.L. D'Hellencourt, D. Jhurry, J. Couprie, Ultrasound-assisted extraction and structural characterization by NMR of alginates and carrageenans from seaweeds, Carbohydr. Polym. 166 (2017) 55-63, https://doi.org/10.1016/J.CARBP0L.2017. 01.041
7. Saberi-Riseh, R.; Moradi-Pour, M.; Mohammadinejad, R.; Thakur, V.K. Biopolymers for biological control of plant pathogens: Advances in microencapsulation of beneficial microorganisms. Polymers 2021, 13, 1938.
8. Takei, T.; Yoshida, M.; Hatate, Y.; Shiomori, K.; Kiyoyama, S. Lactic acid bacteria-enclosing poly (s-caprolactone) microcapsules as soil bioamendment. J. Biosci. Bioeng. 2008, 106, 268272
9. Vejan, P.; Abdullah, R.; Khadiran, T.; Ismail, S.; Nasrulhaq Boyce, A. Role of plant growth promoting rhizobacteria in agricultural sustainability—A review. Molecules 2016, 21, 573.
10. Vessey, J.K. Plant growth promoting rhizobacteria as biofertilizers. Plant Soil 2003, 255, 571586
