CC BY
7
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКАЯ БИОЛОГИЯ
Научная статья
УДК 579.66:579.017.8:579.264
DOI: https://doi.org/10.21285/2227-2925-2023-13-1-88-98
Влияние акрилатных гидрогелей на основные параметры культивирования и антагонистическую активность агрономически полезных бактерий
А.В. Крыжко***^ С.В. Дидович*'**, А.В. Сорокин* *** ****,
М.С. Лавлинская********
*Севастопольский государственный университет, г. Севастополь, Российская Федерация **Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Крыма, г. Симферополь, Российская Федерация
***Воронежский государственный университет инженерных технологий, г. Воронеж, Российская Федерация
****Воронежский государственный университет, г. Воронеж, Российская Федерация
Аннотация. Целью работы являлось исследование влияния полимерных акрилатных гидрогелей на рост и развитие агрономически полезной микрофлоры - штаммов азотфиксаторов, фосфатмобилизаторов, энтомопатогенов и антагонистов фитопатогенов. Антибактериальное действие гидрогелей изучали методом лунок в чашках Петри по Й. Сэги. Культивирование бактерий проводили в ГРМ-бульоне, определение оптической плотности среды осуществляли при 600 нм с периодичностью 1 ч в течение 48 ч. Исследование биопленкообразования вели на среде LB согласно методу OToole, Kolter (1998). В стерильную среду вносили образцы гидрогелей в концентрации 200; 100; 50; 25 и 12,5 мг/мл. Установлено, что штаммы Paenibacillus polymyxa П, Agrobacterium tumefacience 204 и энтомопатогены Bacillus thuringiensis 0271, B. thuringiensis 0371 не проявляют признаков угнетения в зоне взаимодействия как с эталонными, так и с экспериментальными гидрогелями, а рост культур штаммов Azotobacter vinelandii 10702, Bradyrhizobium ottawaense М-8 и Rhizobium leguminosarum К-29 был ингибирован во всех вариантах опыта. Исследованные суспензии гидрогелей ГГ1 и ГГ2 в концентрации 200 мг/мл способствовали уменьшению оптической плотности культур как штамма B. amyloliquefaciens 01-1, так и штамма Lelliottia nimipressurales 32-3 в среднем на 23,3 и 14,7% к контролю соответственно. Внесение в питательную среду 25-100 мг/мл ГГ2 способствует активному накоплению биомассы культурами P. polymyxa П и A. tumefacience 204. Гидрогели способствовали усилению биопленкообразования B. amyloliquefaciens 01-1 в концентрации 50-200 мг/мл (ГГ1) и 100-200 мг/мл (ГГ2). Максимальную стимуляцию образования планктонной культуры и биопленки наблюдали при обогащении питательной среды 12,5-100 мг/мл ГГ1 у культуры штамма P. polymyxa П, выражавшуюся в увеличении интенсивности прироста бактериальной суспензии в среднем в 8,9 раз к контролю.
Ключевые слова: гидрогель, агрономически полезная микрофлора, штамм, антагонистическая активность
Финансирование. Исследование выполнено при финансовой поддержке программы «Приоритет-2030» Севастопольского государственного университета (стратегический проект № 3, № 121121700318-1).
Для цитирования: Крыжко А.В., Дидович С.В., Сорокин А.В., Лавлинская М.С. Влияние акрилатных гидрогелей на основные параметры культивирования и антагонистическую активность агрономически полезных бактерий// Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2023. Т. 13. N 1. С. 88-98. https://doi.org/10.21285/2227-2925-2023-13-1-88-98.
PHYSICOCHEMICAL BIOLOGY
Original article
Effect of acrylate-based hydrogels on basic cultivation parameters and antagonistic activity of soil beneficial bacteria
Anastasiia V. Kryzhko*'**^, Svetlana V. Didovich***, Andrey V. Sorokin********,
Maria S. Lavlinskaya********
*Sevastopol State University, Sevastopol, Russian Federation **Research Institute of Agriculture of Crimea, Simferopol, Russian Federation ***Voronezh State University of Engineering Technologies, Voronezh, Russian Federation ****Voronezh State University, Voronezh, Russian Federation
Abstract. We study the effect of polymeric acrylate-based hydrogels on the growth and development of soil beneficial microflora, including nitrogen-fixing and phosphate-mobilizing microorganisms, entomopathogens and phytopathogen
© Крыжко А.В., Дидович С.В., Сорокин А.В., Лавлинская М.С., 2023
antagonists. The antibacterial effect of hydrogels (HG) was studied by the volume displacement method in Petri dishes according to Ye. Sagi. Bacteria were cultured in GRM broth; the optical density of the medium was determined at 600 nm at 1 h intervals for 48 h. The process of biofilm formation was studied in LB medium according to the method of O'Toole and Kolter (1998). HG samples were added to sterile medium at concentrations of 200, 100, 50, 25 and 12.5 mg/ml. The Paenibacillus polymyxa P and Agrobacterium tumefacience 204 strains, as well as the Bacillus thuringiensis 0271 and B. thuringiensis 0371 entomopathogens, showed no signs of inhibition in the interaction zone with both control and experimental HG. At the same time, the culture growth of the Azotobacter vinelandii 10702, Bradyrhizobium ottawaense M-8 and Rhizobium leguminosarum K-29 strains was inhibited in all the experiment variants. The investigated hydrogel suspensions HG1 and HG2 at a concentration of 200 mg/ml contributed to a decrease in the optical density of cultures of both B. amyloliquefaciens 01-1 and Lelliottia nimipressurales 32-3 by on average 23.3 and 14.7%, respectively, compared to the control. Introduction of HG2 into a nutrient medium in the amount of 25-100 mg/ml promoted active accumulation of biomass by P. polymyxa P and A. tumefacience 204. The HG1 and HG2 hydrogels at concentrations of 50-200 mg/ml and 100-200 mg/ml, respectively, enhanced the biofilm formation of B. amyloliquefaciens 01-1. The maximum stimulation of plankton culture and biofilm formation was observed when the P. polymyxa P strain culture was enriched with 12.5-100 mg/ml of HG1, which increased the intensity of bacterial suspension growth by on average 8.9 times compared to the control.
Keywords: hydrogel, soil beneficial microflora, strain, antagonistic activity
Funding. The research was carried out with the financial support of the«Priority 2030»program of Sevastopol State University (strategic project no. 3, no. 121121700318-1).
For citation: Kryzhko A.V., Didovich S.V., Sorokin A.V., Lavlinskaya M.S. Effect of acrylate-based hydrogels on basic cultivation parameters and antagonistic activity of soil beneficial bacteria. Izvestiya Vuzov. Prikladnaya Khimiya i Biotekhnologiya = Proceedings of Universities. Applied Chemistry and Biotechnology. 2023;13(1):88-98. (In Russian). https://doi.org/10.21285/2227-2925-2023-13-1-88-98.
ВВЕДЕНИЕ
Эффективность выращивания сельскохозяйственных культур во многом определяется содержанием влаги в почве и наличием удобрений [1]. В настоящее время в агрономии активно применяются суперабсорбирующие полимерные гидрогели для улучшения физико-химических свойств почв, поддержания водного режима [3-5], усиления доступности удобрений [4, 6, 7] благодаря высокой абсорбции и способности аккумулировать огромное количество жидкости (воды, раствора) [8], что позволяет улучшить рост и развитие сельскохозяйственных растений, повысить их продуктивность. Такие суперабсорбенты существенно отличаются от гигроскопичных материалов своей многомерной сетчатой структурой. Они удерживают много воды в своей 3-мерной сети и медленно высвобождают ее вместе с питательными веществами (к примеру, ионами фосфора [9]) для растений в условиях вододефицита [4].
Различают несколько типов гидрогелей: синтетические, натуральные, композитные с определенной степенью набухания (количеством поглощенной воды по отношению к единице массы полимера), проницаемости, диффузии, сырьевого ресурса, механической прочности, эластичности, длительности действия, биодеградации, биосовместимости, экологической безопасности [2].
Высокая способность к адгезии установлена для гидрогелей, состоящих из сополимеризованных нано-частиц хитозана и полиакриловой кислоты. В зависимости от модификации синтезированного гидрогеля, наличия в нем ионов меди и полиакрилатов наблюдается в разной степени выраженная антагонистическая активность относительно бактериальных культур Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, дрожжей Candida albicans и микромицета Aspergillus niger [10]. Устойчивость к акрилатным гидрогелям проявляет Escherichia coli, а на культуры Salmonella typhimurium, Salmonella pullorum, Streptococcus faecalis, Bacillus
subtilis и Pseudomonas aeruginosa гидрогели могут оказывать антибактериальный эффект [11].
Есть сведения о том, что полимерные гидрогели можно использовать в качестве иммобилизатора Lactobacillus plantarum для обогащения сока манго пробиотиками и повышения жизнеспособности бактерий в кислой среде при повышенных температурах [12] или для иммобилизации Saccharomyces bayanus в процессе получения этанола [13]. В промышленной биотехнологии гидрогели на основе поливинилового спирта в сочетании со спорами Bacillus coagulans применяются для получения молочной кислоты [14]. Существуют гидрогели, имеющие выраженные антимикробные свойства [15]. Изучение взаимодействия микроорганизмов и гидрогелей открывает перспективу разработки инновационных технологий очистки сточных вод [7], а в сочетании с соединениями фенотиазиния - достижение антибиотического эффекта на патогены человека S. aureus и E. coli [16]. Используя модифицированные штаммы Synechococcus elongatus и Azotobacter vinelandii, обладающие выраженными азот-и углеродфиксирующими свойствами, получают биопластиковый полигидроксибутират [17].
Способность бактерий к адгезии на поверхности гидрогелей и повышенная по сравнению со свободными формами жизнеспособность делает перспективным использование бактериально-гидрогельных композиций в сельском хозяйстве. Особенно важным представляется применение композиций на основе агрономически полезных штаммов азотфиксаторов, фосфатмобилиза-торов и антагонистов фитопатогенов.
Перспективным является включение в состав композиции бактерий Azotobacter vinelandii [18] или Bacillus subtilis в качестве азотфиксатора [19]. Учеными из университета Махатмы Ганди (штат Керала, Индия) разработан полимерный нанокомпозитный гель для капсулирования ризобактерий/бактериальных консорциумов, стимулирующих рост и развитие растений (PGPR) [20]. В таком гидрогельном препарате жизне-
способность микроорганизмов PGPR сохранялась до 60 дней, а бактеризация им существенно улучшала структуру урожая и увеличивала зерновую продуктивность Vigna unguiculata L., что, по мнению авторов, позволяет снизить нагрузку применения экологически небезопасных минеральных удобрений при выращивании сельскохозяйственных культур. Таким образом, практическая значимость данного направления неоспорима для регионов с недостаточным влагообеспе-чением при выращивании сельскохозяйственных культур и экологизации земледелия.
Целью работы являлось исследование влияния полимерных акрилатных гидрогелей на рост и развитие агрономически полезной микрофлоры - штаммов азотфиксаторов, фосфатмобилизаторов, энтомопатоге-нов и антагонистов фитопатогенов.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
В исследовании использованы экспериментальные гидрогели, разработанные учеными Воронежского государственного университета инженерных технологий и Воронежского государственного университета. Применяемые в настоящей работе гидрогели представляют собой редкосшитые сополимеры акриловой кислоты, акрилата калия и акриламида [21]. В качестве сшивающего агента использован бифункциональный Л/,№-мети-лен-бис-акриламид в количестве 0,5% масс. Гидрогели получали осадительной полимеризацией акриламида и акриловой кислоты (1:3 масс.) в присутствии инициатора персульфата калия (1% масс.) в течение 2 ч при температуре 65 °С в водном растворе. По завершении синтеза образовавшийся гель перетирали с раствором гидроксида калия. Мольное соотношение акриловая кислота:гидроксид калия составляло 1:0,7 для образца № 1 (ГГ1), 1:0,5 - для образца № 2 (ГГ2). После этого гидрогели промывали этиловым спиртом и сушили в вакуумном сушильном шкафу до постоянной массы. Внешний вид используемых образцов: ГГ1 - белые кристаллы размером от 1 до 0,5 мм; ГГ2 - кристаллы с желтым оттенком размером от 1 до 0,5 мм.
В качестве контроля использовали два синтетических гидрогеля: n~Na - полиакрилат натрия порошкообразный (SAP, Германия) и ГГК - полиакриловый суперабсорбент на основе соли калия гранулированный (SAP, Россия). Степень набухания (SR) гидрогелей -500, рН после набухания - 7,5 (слабощелочная среда).
Антибактериальное действие гидрогелей изучали методом лунок в чашках Петри на элективных агари-зованных питательных средах. Набухшие гидрогели вносили в лунки равными дозами по 0,2 мл. Зоны угнетения и стимуляции роста тест-культур оценивали через 48 ч инкубирования при температуре 28 °С [22]. В качестве тест-культур использовали штаммы агрономически полезных микроорганизмов Крымской коллекции1 разной функциональной направленности: симбиотиче-ские азотфиксаторы гороха Rhizobium leguminosarum К-29 и сои Bradyrhizobium ottawaense М-8, ассоциативный азотфиксатор Azotobacter vinelandii 10702, фос-
фатмобилизирующий и стимулирующий рост и развитие растений штамм Lelliottia nimipressurales 32-3, антагонисты широкого круга фитопатогенов Paenibacillus polymyxa П, Agrobacterium tumefacience 204 и Bacillus amyloliquefaciens 01-1, а также энтомопатогенные штаммы Bacillus thuringiensis 0371 и B. thuringiensis 0271. В контрольном варианте засев микроорганизмов проводили на питательные среды без внесения гидрогелей. На основе данных штаммов в Научно-исследовательском институте сельского хозяйства Крыма разрабатываются микробные препараты землеудобри-тельного, ростстимулирующего и защитного действия2.
Для определения бактериостатической активности проводили культивирование бактерий в ГРМ-бульоне. В стерильную остывшую до 40 °С среду вносили образцы гидрогелей ГГ1 и ГГ2 в концентрации 200; 100; 50; 25 и 12,5 мг/мл. В качестве контроля использовали среду ГРМ-бульона, в которую вместо гидрогеля добавляли эквивалентное количество дистиллированной воды. Для инокуляции питательной среды использовали 24-часовую культуру бактерий, разведенную свежей стерильной питательной средой до оптической плотности (ОП), составившей при длине волны 600 нм 0,01-0,05 опт. ед. Микроорганизмы культивировали в 96-луночном планшете в фотометре SpectroStar NANO (BMG LABTECH, Германия) при температуре 27 °С в режиме постоянного встряхивания. Определение ОП среды проводили при длине волны 600 нм с периодичностью 1 ч в течение 48 ч.
Интенсивность прироста (ИП) бактериальной суспензии определяли при 600 нм по формуле [23, 24]:
ИП = ОП48:ОП0,
где ОП48 - оптическая плотность суспензии бактерий через 48 ч культивирования; ОП0 - исходная оптическая плотность. Если показатель был равен 1, прирост отсутствовал, от 1 до 2 - был слабым, больше 2 - значительным.
Определение интенсивности биопленкообразова-ния исследуемых штаммов оценивали методом связывания красителя генцианового фиолетового. В качестве инокулянта использовали 18-часовую культуру бактерий, выращенную на рыбо-пептонном агаре и разведенную питательной средой до ОП, составившей при длине волны 600 нм 0,01-0,05 опт. ед. Тестируемые штаммы инокулировали по 200 мкл в лунку 96-лу-ночного планшета, в качестве контроля использовали стерильный рыбо-пептонный бульон. В стерильную среду вносили образцы контрольных и опытных гидрогелей в концентрации 200; 100; 50; 25 и 12,5 мг/мл. Максимальная концентрация вносимых гидрогелей определялась из такой, при которой образовывался прозрачный раствор, не содержащий комков и глыбок.
Планшеты герметизировали и культивировали при температуре 27 °С в течение 48 ч, затем из лунок удаляли среду с планктонными клетками. Биопленки промывали 1М фосфатно-солевым буфером (PBS, pH = 6,5), окрашивали 5 мин 0,1%-м раствором генциана фиоле-
1Крымская коллекция микроорганизмов // Научно-технологическая инфраструктура Российской Федерации [Электронный ресурс]. URL: http://www.ckp-rf.ru/usu/507484/ (08.02.2023).
2Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Крыма [Электронный ресурс]. URL: https://niishk.site/ innovacionnaya-produkciya/mikrobnye-preparaty/ (08.02.2023).
тового и осторожно промывали водой. Связавшийся с биомассой биопленок краситель растворяли в этаноле и измеряли ОП при длине волны 590 нм [25]. ОП образцов измеряли с помощью фотометра SpectroStar NANO (BMG LABTECH, Германия).
Определение способности к формированию биопленки (ОПк) определяли согласно формуле [26, 27]:
ОПк = Х ОПк + 35Пк,
ср '
где Х ОПк - среднее арифметическое значение опти-
ср
ческой плотности, измеренной для контрольных лунок; SПк - среднеквадратичное (стандартное) отклонение контрольных значений.
Интерпретация оценки степени биопленкообразова-ния следующая: ОП<ОПк - отсутствует; ОПк<ОП<2ОПк -низкая; 2ОПк<ОП<4ОПк - умеренная; ОП>4ОПк - значительная.
Эксперименты проводили в 3-кратной биологической повторности. Статистическую обработку данных осуществляли общепринятым методом с использованием коэффициента Стьюдента [28], в таблице и на рисунках представлены средние арифметические значения и их стандартные ошибки. Теплокарты были построены с применением пакетов heatmap, gplots, RColorBrewer в среде R [29].
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
При изучении антибактериального действия гидрогелей на культуры штаммов агрономически полезных бактерий установлено, что штаммы P. polymyxa П,
A. tumefacience 204 и энтомопатогены В. thuringiensis 0271, В. thuringiensis 0371 показали обильный рост культуры без признаков угнетения вокруг лунок, заполненных как контрольными, так и экспериментальными гидрогелями.
Гидрогели контроля ГГК и ГШа не оказывали достоверного влияния на рост и развитие культур штаммов
B. amyloliquefaciens 01-1 и L nimipressurales 32-3. Гидрогель ГГ1 способствовал образованию зоны угнетения роста обоих штаммов (10,5 и 3,5 мм соответственно), а ГГ2 угнетал рост В. amyloliquefaciens 01-1 в зоне размером 12,3 мм.
Рост культуры штамма А. vinelandii 10702 был инги-бирован во всех вариантах опыта (рис. 1). Зона угнетения роста была максимальной в варианте с гидрогелем ГГК и составила 5,2 мм. Исследуемые гидрогели ГГ1 и ГГ2 способствовали образованию меньших по размеру зон ингибирования роста, которые через 48 ч составили соответственно 3,5 и 2,5 мм.
В ходе эксперимента наблюдали негативное действие всех изученных полимерных гидрогелей на культуры штаммов В. ottawaense М-8 и R. leguminosarum К-29. Угнетение роста культуры R. leguminosarum К-29 в зоне взаимодействия с гидрогелями составило в среднем 5,1 мм. Ингибирование культуры штамма В. ottawaense М-8 было максимальным в вариантах с ГГ1 и ГГ2 (12,0 и 5,0 мм соответственно), размер зоны угнетения при культивировании с ГГК составил 1,5 мм, а Г^а негативного влияния на развитие В. ottawaense М-8 не оказывал (таблица).
Антибактериальное действие полимерных гидрогелей на бактерии агрономически полезных штаммов микроорганизмов Antibacterial effect of polymer hydrogels on agronomical^ useful bacteria
Тест-микроорганизм, штамм Размер зон взаимодействия полимерных гидрогелей и тест-микроорганизмов, мм
TK TNa ГГ1 ГГ2
A. tumefacience 204 0 0 0 0
A. vinelandii 10702 5,2±0,1 4,8±0,2 3,5±0,3 2,5±0,1
B. amyloliquefaciens 01-1 0 0 10,5±0,7 12,3±0,6
B. ottawaense М-8 1,5±0,1 0 12,0±0,7 5,0±0,3
B. thuringiensis 0271 0 0 0 0
B. thuringiensis 0371 0 0 0 0
L. nimipressurales 32-3 0 0 3,5±0,2 0
P. polymyxa П 0 0 0 0
R. leguminosarum K-29 6,7±0,5 3,4±0,2 5,3±0,3 4,8±0,5
a b c
Рис. 1. Подавление роста культуры штамма Rhizobium leguminosarum К-29 (a) и штамма Azotobacter vinelandii 10702 (b) образцом полимерного гидрогеля ГГ1, отсутствие подавления роста штамма Azotobacter vinelandii 10702 в контроле (дистиллированная вода) (с)
Fig. 1. Suppression of Rhizobium leguminosarum K-29 (a) and Azotobacter vinelandii 10702 (b) culture growth with a sample of polymer hydrogel ГГ1, absence of Azotobacter vinelandii strain 10702 growth suppression in the control (distilled water) (с)
Внесение в питательную среду LB экспериментальных гидрогелей ГГ1 и ГГ2 в исследованных концентрациях оказало влияние на накопление биомассы культуры штамма В. amyloliquefaciens 01-1, но при этом не влияло на сроки прохождения фаз развития. Культура штамма В. amyloliquefaciens 01-1 в присутствии гидрогелей синхронно прошла фазы ускорения роста и экспоненциальную фазу, на 9 ч вошла в фазу замедления роста. В варианте с ГГ1 и ГГ2 в концентрации 12,5 мг/мл 0Пкультурыбыламинимальнойисоставила0,57опт.ед., что в среднем на 16,6% меньше, чем в контроле. Во всех остальных вариантах отмечали увеличение ОП культуральной жидкости. Максимально ОП культивируемых штаммов увеличивалась в варианте с обогащением питательной среды гидрогелями в концентрации 200 мг/мл в среднем до 0,74, что на 23,3% меньше, чем в контроле. Через 15 ч культивирования культура штамма В. amyloliquefaciens 01-1 достигла стационарной фазы и находилась в ней до конца эксперимента. На 31 ч культивирования во всех опытных вариантах отмечали уменьшение ОП в среднем до 0,41 опт. ед., кроме варианта с добавлением гидрогелей в концентрации 50 мг/мл, ОП составила 0,35 опт. ед., что на 64,4% меньше, чем в контроле.
Динамика развития штамма L. nimipressurales 32-3 в среде LB с добавлением полимерных гидрогелей в общих чертах напоминала динамику развития культуры штамма В. amyloliquefaciens 01-1. Через 2 ч после инокуляции культура во всех вариантах синхронно завершала фазу ускорения роста и вступала в фазу экспоненциального развития, завершавшуюся на 5 ч. Значительного влияния добавок на ОП культуры штамма L. nimipressurales 32-3 не отмечено. Исключение составил вариант с добавлением гидрогелей в концентрации 200 мг/мл, где наблюдали уменьшение накопления биомассы в среднем на 14,7% к контролю. Угнетение роста культуры в этом варианте продолжалось и в стационарную фазу: максимальное снижение ОП культуры
наблюдали на 14 ч, оно составило 0,56 опт. ед., что на 23,3% меньше, чем в контроле. Достоверного влияния гидрогелей в остальных вариантах опыта на ОП культуры штамма L. nimipressurales 32-3 в стационарную фазу не отмечали.
Анализ культивирования штамма P. polymyxa П в питательной среде LB, обогащенной полимерными гидрогелями ГГ1 и ГГ2, позволил установить, что культура бактерий в фазе ускорения роста во всех вариантах развивалась синхронно в течение 5 ч (рис. 2). Стимулирующее действие ГГ2 в концентрации 25 мг/мл проявилось в фазу экспоненциального развития и выражалось как в длительной (до 23 ч против 11 ч в контроле) протяженности фазы, так и в активном накоплении биомассы. ОП культуры штамма P. polymyxa П в этом варианте достигла 0,86 опт. ед., что в 2,6 раз больше, чем в контроле. На 23-25 ч культивирования наблюдали существенное уменьшение биомассы до 0,53 опт. ед., а на 25 ч культура штамма P. polymyxa П вошла в стационарную фазу, характеризовавшуюся высокой ОП, составившую в среднем 0,49 опт. ед., что в 3,1 раз больше, чем в контроле. В целом необходимо отметить, что вне зависимости от концентрации и варианта введенного в питательную среду LB гидрогеля наблюдалась стойкая тенденция к увеличению ОП культуры в стационарной фазе. Наиболее активно плотность биомассы увеличивалась в питательной среде, обогащенной ГГ2 в концентрации 12,5-100 мг/мл (до 0,31-0,14 опт. ед. против 0,15 в контроле). Менее активно на ОП влияло добавление в среду ГГ1 в концентрации 12,5-50 мг/мл, что способствовало увеличению биомассы в среднем в 2,35 раз.
Обогащение питательной среды LB полимерными гидрогелями в исследованных концентрациях оказало стимулирующее влияние как на накопление биомассы культуры штамма A. tumefacience 204, так и на сроки прохождения бактериями основных фаз развития (рис. 3). В фазу ускорения роста культура во всех вариантах опыта развивалась синхронно в течение 11 ч. Однако на 15 ч развития в экспоненциальную фазу наблюдали
Рис. 2. Накопление биомассы культуры штамма P. polymyxa П на питательной среде LB с добавлением полимерных гидрогелей (ГГ1 - образец гидрогеля 1, ГГ2 - образец гидрогеля 2)
Fig. 2. Accumulation of P. polymyxa П biomass on LB nutrient medium with polymer hydrogels (ГГ 1 - hydrogel sample 1, ГГ 2 - hydrogel sample 2)
Рис. 3. Накопление биомассы культуры штамма A. tumefacience 204 на питательной среде LB с добавлением акрилатных гидрогелей (ГГ1 - образец гидрогеля 1, ГГ2 - образец гидрогеля 2)
Fig. 3. Accumulation of A. tumefacience 204 biomass on LB nutrient medium with polymer hydrogels (ГГ 1 - hydrogel sample 1, ГГ 2 - hydrogel sample 2)
проявление стимуляции роста биомассы в вариантах с добавлением в питательную среду ГГ2 в концентрации 50-100 мг/мл. ОП культуры составила в среднем 0,78 опт. ед., что в 3,25 раз больше, чем в контроле. В варианте с добавлением ГГ2 в концентрации 50 мг/мл культура проходила экспоненциальную фазу развития за 10 ч, что на 4 ч быстрее, чем в контроле - с 21 по 29 ч (всего 8 ч против 6 ч в контроле), и находилась в фазе замедления роста, накапливая биомассу максимально до 1,32 опт. ед., что в 2,4 раза больше, чем в контроле. Максимальное стимулирующее влияние на рост биомассы культуры штамма А. tumefacience 204 оказал ГГ2 в концентрации 100 мг/мл в стационарную фазу (0,83 опт. ед.), сроки наступления которой соответствовали таковым в контроле. В остальных вариантах опыта отмечено увеличение плотности биомассы культуры в среднем на 47,7% к контролю. Исключение составили только варианты с добавлением в питательную среду гидрогелей ГГ1 и ГГ2 в концентрации 12,5 мг/мл, не оказывавшие достоверного влияния на изменение ОП культуры штамма А. tumefacience 204.
Анализ образования биопленок у микроорганизмов в присутствии полимерных гидрогелей позволил установить, что данный процесс носит штамм-специфичный характер и, по-видимому, зависит от химического состава изучаемого гидрогеля (рис. 4, 5).
При рассмотрении образования планктонной культуры необходимо отметить угнетение роста штамма В. amyloliquefaciens 01-1 в контрольных вариантах с добавлением в питательную среду LB ГГК (в среднем в 9,5 раз к контролю) и ГГ№ (в 1,5-4 раза к контролю) во всех испытанных концентрациях. В опытном
Рис. 4. Образование планктонной культуры штаммов агрономически полезных бактерий на питательной среде LB с добавлением акрилатных гидрогелей (rrNa - полиакрилат натрия порошкообразный (SAP, Германия) и ГГК - полиакриловый суперабсорбент на основе соли калия гранулированный (SAP, Россия); 32-3 - L. nimipressurales 32-3, 204 - A. tumefacience 204, П - P. polymyxa П, 01-1 - B. amyloliquefaciens 01-1)
Fig. 4. Formation of a planktonic culture of strains of agronomically beneficial bacteria on LB nutrient medium with the addition of acrylate hydrogels (rrNa is powdered sodium polyacrylate (SAP, Germany) and ГГК is a polyacrylic superabsorbent based on granular potassium salt (SAP, Russia); 32-3 - L. nimipressurales 32-3, 204 - A. tumefacience 204, П - P. polymyxa П, 01-1 - B. amyloliquefaciens 01-1)
варианте с ГГ1 и ГГ2 существенного влияния на интенсивность прироста планктонной культуры не наблюдали.
Штамм P. polymyxa П способствует формированию планктонной культуры с ОП суспензии на 15,2-57,2% выше, чем в контроле, лишь в контрольных вариантах с добавлением в питательную среду LB ГГК и ГГ№ в концентрации 100-200 мг/мл. Исследуемый полимерный гидрогель ГГ1 в концентрации 12,5-100 мг/мл способствовал увеличению интенсивности прироста бактериальной суспензии в среднем в 8,9 раз к контролю. Гидрогель ГГ2 не оказывал существенного влияния на интенсивность прироста P. polymyxa П.
Культура штамма A. tumefacience 204 оказалась способной активно образовывать планктонную культуру в присутствии ГГ№ во всех изученных концентрациях в среднем в 3,4 раза больше по сравнению с контролем. Добавление в питательную среду эталонного гидрогеля ГГК и изучаемого ГГ1 достоверного влияния на данный показатель не оказывало, а ГГ2, напротив, проявлял тенденцию к угнетению роста в среднем на 17,2% к контролю вне зависимости от концентрации.
Отмечено, что штамм L. nimipressurales 32-3 способен образовывать планктонную культуру как при добавлении к питательной среде ГГК, так и ГГ№. Максимальное увеличение роста культуры наблюдали в варианте с добавлением ГГ№, где ОП культуры увеличивалась в 3,5 раза по сравнению с контролем, при добавлении ГГК - максимально в 2 раза. Изученный гидрогель ГГ1 способствовал увеличению интенсивности прироста бактериальной суспензии L. nimipressurales 32-3 в 7,39-11,1 раз к контролю в прямой зависимости от концентрации исследуемого вещества в питательной среде. Гидрогель ГГ2, напротив, способствовал угнетению прироста суспензии на 21,5% к контролю в максимальной исследованной концентрации 200 мг/мл, а в концентрациях менее 100 мг/мл существенного влияния на культуру L. nimipressurales 32-3 не оказывал.
Исследовано биопленкообразование у культур
1.4
■ Контроль ■ 200 мг/мл ■ 100 мг/мл ■ 50 мг/мл ■ 25 мг/мл 12,5 мг/мл
Рис. 5. Образование планктонной культуры штаммов агрономически полезных бактерий на питательной среде LB с добавлением акрилатных гидрогелей (ГГ1 - образец гидрогеля 1, ГГ2 - образец гидрогеля 2)
Fig. 5. Formation of a planktonic culture of strains of agronomically beneficial bacteria on LB nutrient medium with the addition of acrylate hydrogels (ГГ 1 - hydrogel sample 1, ГГ 2 - hydrogel sample 2)
Рис. 6. Степень биопленкообразования штаммов агрономически полезных микроорганизмов в присутствии полимерных гидрогелей (1 - L. nimipressurales 32-3, 2 - A. tumefacience 204, 3 - P. polymyxa П, 4 - B. amyloliquefaciens 01-1) Fig. 6. Degree of agronomically useful microorganisms strains biofilm formation in the presence of polymer hydrogels (1 - L. nimipressurales 32-3, 2 - A. tumefacience 204, 3 - P. polymyxa П, 4 - B. amyloliquefaciens 01-1)
штаммов агрономически полезных бактерий, полученных на среде LB, обогащенной контрольными (ГГК, ГГ№) и исследуемыми полимерными гидрогелями (ГГ1, ГГ2) (рис. 6). Отмечали максимальное биоплен-кообразование в культуре штамма А. tumefacience 204 во всех исследованных концентрациях гидрогеля. Минимальное биопленкообразование у эталонных штаммов было отмечено для L. nimipressurales 32-3. Рассматривая влияние полимерных гидрогелей на степень биопленкообразования агрономически полезных штаммов, установили, что максимальная стимуляция биопленкообразования была отмечена в варианте с обогащением питательной среды ГГ1 в концентрациях от 12,5 до 25 мг/мл при культивировании штамма А. tumefacience 204. Стимулирующий эффект наблюдали для В. amyloliquefaciens 01-1 во всех исследованных концентрациях.
Анализируя полученные для ГГ2 результаты, отметим, что также усиление биопленкообразования наблюдали в варианте с использованием А. tumefacience 204 в концентрациях 12,5 и 25 мг/мл, что соответствовало контролю.
ВЫВОДЫ
Таким образом, в ходе проведенного исследования установлено, что штаммы Р. ро1утуха П,
А. tumefacience 204 и энтомопатогены В. thuringiensis 0271, В. thuringiensis 0371 не проявляют признаков угнетения в зоне взаимодействия как с эталонными, так и с экспериментальными гидрогелями, а рост культур штаммов А. vinelandii 10702, В. ottawaense М-8 и R. leguminosarum К-29 был ингибирован во всех вариантах опыта.
Выявлено, что внесение в питательную среду LB экспериментальных гидрогелей ГГ1 и ГГ2 в концентрациях 200; 100; 50; 25 и 12,5 мг/мл способствовало синхронному прохождению фаз развития культур штаммов В. amyloliquefaciens 01-1 и L. nimipressurales 32-3 во всех вариантах. Однако исследованные суспензии гидрогелей в концентрации 200 мг/мл уменьшали ОП культур как штамма В. amyloliquefaciens 01-1, так и штамма L. nimipressurales 32-3 в среднем на 23,3 и 14,7% к контролю соответственно.
Установлено, что максимальное стимулирующее действие на рост и развитие культуры штамма Р. ро1утуха П оказывало внесение в питательную среду ГГ2 в концентрации 25 мг/мл от фазы экспоненциального развития до завершения стационарной фазы, что выражалось как в длительной (до 23 ч против 11 ч в контроле) протяженности фазы, так и в активном накоплении биомассы - в 2,6-3,1 раза
больше, чем в контроле.
Отмечено, что культура штамма A. tumefacience 204 с экспоненциальной до завершения стационарной фазы развития в вариантах с добавлением в питательную среду ГГ2 в концентрации 50-100 мг/мл характеризовалась стимуляцией роста биомассы в среднем на 47,7% к контролю.
Показано, что образование биопленок у микроорганизмов в присутствии полимерных акрилатных гидрогелей штамм-специфично. Так, гидрогель ГГ1 во всех исследованных концентрациях и ГГ2 в концентрации 50-100 мг/мл стимулировал рост планктонной культуры и биопленки культуры штамма A. tumefacience 204 максимально в 3,25 раз к контролю. Гидрогели ГГ1 и ГГ2 существенного влияния на интенсивность прироста планктонной культуры штам-
СПИСОК
1. Rodrigues S.H., Lima I.S., Neris L.M.L., Silva A.S., Santos N., Ariane M.S., et al. Superabsorbent hydrogels based to polyacrylamide/cashew tree gum for the controlled release of water and plant nutrients // Molecules. 2021. Vol. 26, no. 9. P. 119-128. https://doi. org/10.3390/molecules26092680.
2. Sabyasachi B., Prakash M. Superabsorbent polymers in agriculture and other applications: a review // Polymer-Plastics Technology and Materials. 2019. Vol. 59, no. 6. P. 1-16. http://dx.doi.org/10.1080/257 40881.2019.1647239.
3. Рабаданов Р.Г. Абсорбционные свойства сильно набухающих полимерных гидрогелей, используемых в сельском хозяйстве // Аграрная Россия. 2017. N 6. С. 2-7. http://dx.doi.org/10.30906/1999-5636-2017-6-15-18.
4. Rizwan M., Rubina G.S., Iqbal D.A., Naseem S. Materials diversity of hydrogel: synthesis, polymerization process and soil conditioning properties in agricultural field // Journal of Advanced Research. 2021. Vol. 33. P. 15-40. http://doi.org/10.1016/jjare.2021.03.007.
5. Наумов П.В., Щербакова Л.Ф., Околелова А.А. Оптимизация влагообеспеченности почв с помощью полимерных гидрогелей // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. 2011. N 4. С. 77-81.
6. Guilherme M.R., Aouada F.A., Fajardo A.R., Martins A.F., Paulino A.T., Davi M.F.T., et al. Superabsorbent hydrogels based on polysaccharides for application in agriculture as soil conditioner and nutrient carrier: a review // European Polymer Journal. 2015. Vol. 72. P. 365-385. https://doi.org/10.1016/j.eur-polymj.2015.04.017.
7. Mehrotra T., Zaman M.N., Prasad B.B., Shukla A., Aggarwal S., Singh R. Rapid immobilization of viable Bacillus pseudomycoides in polyvinyl alcohol/glutaral-dehyde hydrogel for biological treatment of municipal wastewater // Environmental Science and Pollution Research. 2020. Vol. 27, no. 9. P. 9167-9180. https:// doi.org/10.1007/s11356-019-07296-z.
8. Du X., Zhou J., Shi J., Xu B. Supramolecular hy-drogelators and hydrogels: from soft matter to molecular biomaterials // Chemical Reviews. 2015. Vol. 115, no. 24. P. 13165-13307. https://doi.org/10.1021/acs. chemrev.5b00299.
ма B. amyloliquefaciens 01-1 не оказывали, однако способствовали усилению биопленкообразования.
Установлено, что максимальную стимуляцию образования планктонной культуры наблюдали при обогащении питательной среды 12,5-100 мг/мл ГГ1 у культуры штамма P. polymyxa П, выражавшуюся в увеличении интенсивности прироста бактериальной суспензии в среднем в 8,9 раз к контролю. Для данного штамма отмечали стимуляцию биопленкообразования.
Выявлено, что добавление в питательную среду гидрогелей ГГ1 и ГГ2 способствовало усилению роста планктонной культуры в 2-3,5 раза, но существенного влияния на биопленкообразование отмечено не было.
ИСТОЧНИКОВ
9. Lipowczan A., Trochimczuk A.W. Phosphates-containing interpenetrating polymer networks (IPNs) acting as slow release fertilizer hydrogels (SRFHs) suitable for agricultural applications // Materials. 2021. Vol. 14, no. 11. P. 2893. https://doi.org/10.3390/ma14112893.
10. Abd El-Aziz M.E., Morsi S.M.M., Salama D.M., Ab-del-Aziz M.S., Abd Elwahed M.S., Shaaban E.A., et al. Preparation and characterization of chitosan/polyacryl-ic acid/copper nanocomposites and their impact on onion production // International Journal of Biological Macromolecules. 2019. Vol. 123. P. 856-865. https:// doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2018.11.155.
11. AllcockH.R., Pucher S.R., Fitzpatrick R.J., RashidK. Antibacterial activity and mutagenicity studies of water-soluble phosphazene high polymers // Biomaterials. 1992. Vol. 13, no. 12. P. 857-862. https://doi. org/0142-9612(92)90179-R.
12. Praepanitchai O.A., Noomhorm A., Anal A.K. Survival and behavior of encapsulated probiotics (Lactobacillus plantarum) in calcium-alginate-soy protein isolate-based hydrogel beads in different processing conditions (pH and temperature) and in pasteurized mango juice // BioMed Research International. 2019. P. 9768152. https://doi.org/10.1155/2019/9768152.
13. Inal M., Yigitoglu M. Improvement of bioethanol productivity of immobilized Saccharomyces bayanus with using sodium alginate-graft-poly(N-vinyl-2-pyrro-lidone) matrix // Biotechnology and Applied Biochemistry. 2012. Vol. 168, no. 2. P. 266-278. https://doi. org/10.1007/s12010-012-9770-0.
14. Rosenberg M., Rebros M., Kristofikova L., Mala-tova K. High temperature lactic acid production by Bacillus coagulans immobilized in LentiKats // Biotechnology Letters. 2005. Vol. 27, no. 23-24. P. 1943-1947. https://doi.org/10.1007/s10529-005-3907-y.
15. Yang K., Han Q., Chen B., Zheng Y., Zhang K., Li Q., et al. Antimicrobial hydrogels: promising materials for medical application // International Journal of Nanomedicine. 2018. Vol. 13. P. 2217-2263. https:// doi.org/10.2147/IJN.S154748.
16. Spagnul C., Greenman J., Wainwright M., Kamil Z., Boyle R.W. Synthesis, characterization and biological evaluation of a new photoactive hydrogel against gram-positive and gram-negative bacteria // Journal of Materials Chemistry B. 2016. Vol. 4, no. 8. P. 1499-
1509. https://doi.org/10.1039/C5TB02569A.
17. Smith M.J., Francis M.B. Methods for generating microbial cocultures that grow in the absence of fixed carbon or nitrogen // Methods in Molecular Biology. 2018. Vol. 1772. P. 45-60.
18. Grumezescu A.M., Holban A.M. Materials for biomedical engineering. Hydrogels and polymer-based scaffolds. Amsterdam: Elsevier, 2019. 562 p.
19. Kretschmer M., Lieleg O. Chelate chemistry governs ion-specific stiffening of Bacillus subtilis B-1 and Azotobacter vinelandii biofilms // Biomaterials Science. 2020. Vol. 8, no. 7. P. 1923-1933. https://doi. org/10.1039/C9BM01763A.
20. Snigdha S., Kalarikkal N., Thomas S., Rad-hakrishnan E.K. Laponite clay/poly(ethylene oxide) gel beads for delivery of plant growth-promoting rhizobac-teria // Bulletin of Materials Science. 2021. Vol. 44, no. 2. P. 215-228. https://doi.org/10.1007/s12034-021-02383-9.
21. Лавлинская М.С., Сорокин А.В. Разработка технологии получения суперабсорбента на основе отходов растениеводства // Материалы китайско-российского конкурса инноваций и предпринимательства - 2020. Воронеж, 2021. С. 34-37.
22. Сэги Й. Методы почвенной микробиологии / пер. с венг. И.Ф. Куренного. М.: Колос, 1983. 296 с.
23. Анганова Е.В., Савилов Е.Д., Ушкарева О.А., Аблов А.М., Духанина А.В. Способность патогенных и условнопатогенных энтеробактерий к формированию
биопленок // Acta Biomedica Scientifica. 2014. N 5. С. 34-37.
24. Савилов Е.Д., Маркова Ю.А., Немченко У.М., Носкова О.А., Чемезова Н.Н., Кунгурцева Е.А. [и др.]. Способность к биопленкообразованию у возбудителей инфекций, выделенных от пациентов крупного многопрофильного детского стационара // Тихоокеанский медицинский журнал. 2020. Т. 1. С. 32-35.
25. O'Toole G.A., Kolter R. Initiation of biofilm formation in Pseudomonas fluorescens WCS365 proceeds via multiple, convergent signalling pathways: a genetic analysis // Molecular Microbiology. 1998. Vol. 28, no. 3. P. 449-461. https://doi.org/10.1046/j.1365-2958.1998.00797.x.
26. Ярец Ю.И., Шевченко Н.И. Новый метод анализа бактериальной биопленки // Наука и инновации. 2016. Т. 10. С. 64-68.
27. Christensen G.D., Simpson W.A., Younger J.J., Baddour L.M., Barrett F.F., Melton D.M., et al. Adherence of coagulase-negative staphylococci to plastic tissue culture plates: a quantitative model for the adherence of Staphylococci to medical devices // Journal of Clinical Microbiology. 1985. Vol. 22, no. 6. P. 996-1006.
28. Хайлафян А.А. Современные статистические методы медицинских исследований. М.: ЛЕНАРД, 2014. 320 с.
29. Luke D.A. A User's guide to network analysis in R. Springer, 2015. P. 94-95. https://doi. org/10.1007/978-3-319-23883-8_2.
REFERENCES
1. Rodrigues S.H., Lima I.S., Neris L.M.L., Silva A.S., Santos N., Ariane M.S., et al. Superabsorbent hydrogels based to polyacrylamide/cashew tree gum for the controlled release of water and plant nutrients. Molecules. 2021;26(9):119-128. https://doi.org/10.3390/mole-cules26092680.
2. Sabyasachi B., Prakash M. Superabsorbent polymers in agriculture and other applications: a review. Polymer-Plastics Technology and Materials. 2019;59(6):1-16. http://dx.doi.org/10.1080/2574088 1.2019.1647239.
3. Rabadanov R.G. Absorption properties of higly swelling polymeric hydrogels used in agriculture. Agrar-naya Rossiya. 2017;(6):2-7. (In Russian). http://dx.doi. org/10.30906/1999-5636-2017-6-15-18.
4. Rizwan M., Rubina G.S., Iqbal D.A., Naseem S. Materials diversity of hydrogel: synthesis, polymerization process and soil conditioning properties in agricultural field. Journal of Advanced Research. 2021;33:15-40. http://doi.org/10.1016/jjare.2021.03.007.
5. Naumov P.V., Shcherbakova L.F., Okolelova A.A. Soil moisture optimization using polymer hydrogels. Izvestiya nizhnevolzhskogo agrouniversitetskogo kom-pleksa: nauka i vysshee professional'noe obrazovanie = Proceedings of Lower Volga Agro-University Complex: Science and Higher Education. 2011;(4):77-81. (In Russian).
6. Guilherme M.R., Aouada F.A., Fajardo A.R., Martins A.F., Paulino A.T., Davi M.F.T., et al. Superabsorbent hydrogels based on polysaccharides for application in agriculture as soil conditioner and nutrient carrier: a review. European Polymer Journal. 2015;72:365-385. https://doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2015.04.017.
7. Mehrotra T., Zaman M.N., Prasad B.B., Shukla A., Aggarwal S., Singh R. Rapid immobilization of viable Bacillus pseudomycoides in polyvinyl alcohol/glutar-aldehyde hydrogel for biological treatment of municipal wastewater. Environmental Science and Pollution Research. 2020;27(9):9167-9180. https://doi. org/10.1007/s11356-019-07296-z.
8. Du X., Zhou J., Shi J., Xu B. Supramolecu-lar hydrogelators and hydrogels: from soft matter to molecular biomaterials. Chemical Reviews. 2015;115(24):13165-13307. https://doi. org/10.1021/acs.chemrev.5b00299.
9. Lipowczan A., Trochimczuk A.W. Phosphates-containing interpenetrating polymer networks (IPNs) acting as slow release fertilizer hydrogels (SRFHs) suitable for agricultural applications. Materials. 2021;14(11):2893. https://doi.org/10.3390/ma14112893.
10. Abd El-Aziz M.E., Morsi S.M.M., Salama D.M., Abdel-Aziz M.S., Abd Elwahed M.S., Shaaban E.A., et al. Preparation and characterization of chitosan/poly-acrylic acid/copper nanocomposites and their impact on onion production. International Journal of Biological Macromolecules. 2019;123:856-865. https://doi. org/10.1016/j.ijbiomac.2018.11.155.
11. Allcock H.R., Pucher S.R., Fitzpatrick R.J., Ra-shid K. Antibacterial activity and mutagenicity studies of water-soluble phosphazene high polymers. Biomaterials. 1992;13(12):857-862. https://doi.org/0142-9612(92)90179-R.
12. Praepanitchai O.A., Noomhorm A., Anal A.K. Survival and behavior of encapsulated probiotics (Lactobacillus plantarum) in calcium-alginate-soy protein iso-late-based hydrogel beads in different processing con-
ditions (pH and temperature) and in pasteurized mango juice. BioMed Research International. 2019:9768152. https://doi.org/10.1155/2019/9768152.
13. Inal M., Yigitoglu M. Improvement of bioethanol productivity of immobilized Saccharomyces bayanus with using sodium alginate-graft-poly(N-vinyl-2-pyrro-lidone) matrix. Biotechnology and Applied Biochemistry. 2012;168(2):266-278. https://doi.org/10.1007/ s12010-012-9770-0.
14. Rosenberg M., Rebros M., Kristofikova L., Mala-tova K. High temperature lactic acid production by Bacillus coagulans immobilized in LentiKats. Biotechnology Letters. 2005;27(23-24):1943-1947. https://doi. org/10.1007/s10529-005-3907-y.
15. Yang K., Han Q., Chen B., Zheng Y., Zhang K., Li Q., et al. Antimicrobial hydrogels: promising materials for medical application. International Journal of Nanomedicine. 2018;13:2217-2263. https://doi. org/10.2147/IJN.S154748.
16. Spagnul C., Greenman J., Wainwright M., Ka-mil Z., Boyle R.W. Synthesis, characterization and biological evaluation of a new photoactive hydrogel against gram-positive and gram-negative bacteria. Journal of Materials Chemistry B. 2016;4(8):1499-1509. https:// doi.org/10.1039/C5TB02569A.
17. Smith M.J., Francis M.B. Methods for generating microbial cocultures that grow in the absence of fixed carbon or nitrogen. Methods in Molecular Biology. 2018;1772:4560.
18. Grumezescu A.M., Holban A.M. Materials for biomedical engineering. Hydrogels and polymer-based scaffolds. Amsterdam: Elsevier; 2019. 562 p.
19. Kretschmer M., Lieleg O. Chelate chemistry governs ion-specific stiffening of Bacillus subtilis B-1 and Azotobacter vinelandii biofilms. Biomaterials Science. 2020;8(7):1923-1933. https://doi.org/10.1039/C9B-M01763A.
20. Snigdha S., Kalarikkal N., Thomas S., Rad-hakrishnan E.K. Laponite clay/poly(ethylene oxide) gel beads for delivery of plant growth-promoting rhizobacte-ria. Bulletin of Materials Science. 2021;44(2):215-228.
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ
https://doi.org/10.1007/s12034-021-02383-9.
21. Lavlinskaya M.S., Sorokin A.V. Development of technology for obtaining superabsorbent based on crop waste. Materialy kitaisko-rossiiskogo konkursa innovat-sii i predprinimatel'stva - 2020 = Materials of the Chinese-Russian Innovation and Entrepreneurship Competition - 2020. Voronezh, 2021; p. 34-37. (In Russian).
22. Szegi J. Talajmikrobiologial vizsgalati modszer-ek; 1979. (Russ. ed.: Segi I. Metody pochvennoi mikrobi-ologii. Moscow: Kolos; 1983. 296 p.). (In Russian).
23. Anganova E.V., Savilov E.D., Ushkareva O.A., Ablov A.M., Dukhanina A.V. The ability of pathogenic and opportunistic enterobacteria to form biofilms. Acta Biomedica Scientifica. 2014;(5):34-37.
24. Savilov E.D., Markova Y.A., Nemchenko U.M., Noskova O.A., Chemezova N.N., Kungurtseva E.A., et al. The ability to biofilm formation in pathogens isolated from patients of a large multidisciplinary children's hospital. Tikhookeanskii meditsinskii zhurnal = Pacific Medical Journal. 2020;1:32-35. (In Russian).
25. O'Toole G.A., Kolter R. Initiation of biofilm formation in Pseudomonas fluorescens WCS365 proceeds via multiple, convergent signalling pathways: a genetic analysis. Molecular Microbiology. 1998;28(3):449-461. https://doi.org/10.1046/j.1365-2958.1998.00797.x.
26. Yarets Yu.I., Shauchenka N.I. A new method for the bacterial biofilms analysis in medicine. Nauka i in-novatsii. 2016;10:64-68. (In Russian).
27. Christensen G.D., Simpson W.A., Younger J.J., Baddour L.M., Barrett F.F., Melton D.M., et al. Adherence of coagulase-negative staphylococci to plastic tissue culture plates: a quantitative model for the adherence of Staphylococci to medical devices. Journal of Clinical Microbiology. 1985;22(6):996-1006.
28. Khailafyan A.A. Modern statistical methods of medical research. Moscow: LENARD; 2014. 320 p. (In Russian).
29. Luke D.A. A User's guide to network analysis in R. Springer; 2015, p. 94-95. https://doi.org/10.1007/978-3-319-23883-8 2.
INFORMATION ABOUT THE AUTHORS
Крыжко Анастасия Владимировна,
к.с-х.н., ведущий научный сотрудник лаборатории молекулярной генетики, протеомики и биоинформатики в сельском хозяйстве, Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Крыма,
295453, г. Симферополь, ул. Киевская, 150, Российская Федерация, isink_lib@mail.ru
https://orcid.org/0000-0001-5401-0579
Дидович Светлана Витальевна,
к.с-х.н., ведущий научный сотрудник, Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Крыма,
295453, г. Симферополь, ул. Киевская, 150, Российская Федерация, sv-alex.68@mail.ru
https://orcid.org/0000-0001-6569-0602
Anastasiia V. Kryzhko,
Cand. Sci. (Agriculture), Leading Researcher, Laboratory of Molecular Genetics, Proteomics and Bioinformatics in Agriculture, Research Institute of Agriculture of Crimea, 150, Kievskaya St., Simferopol, 295453, Russian Federation, Eink_lib@mail.ru
https://orcid.org/0000-0001-5401-0579 Svetlana V. Didovich,
Cand. Sc. (Agriculture), Leading Researcher, Research Institute of Agriculture of Crimea, 150, Kievskaya St., Simferopol, 295493, Russian Federation, sv-alex.68@mail.ru
https://orcid.org/0000-0001-6569-0602
Сорокин Андрей Викторович,
младший научный сотрудник лаборатории метагеномики и пищевых биотехнологий, Воронежский государственный университет инженерных технологий, 394036, г. Воронеж, пр. Революции, 19, Российская Федерация;
младший научный сотрудник кафедры биофизики и биотехнологии,
Воронежский государственный университет, 394018, г. Воронеж, Университетская пл., 1, Российская Федерация;
младший научный сотрудник НИЛ «Биоресурсный потенциал приморской территории», Севастопольский государственный университет, 299053, г. Севастополь, ул. Студенческая, 33, Российская Федерация, andrew.v.sorokin@gmail.com https://orcid.org/0000-0001-5268-9557
Лавлинская Мария Сергеевна,
старший научный сотрудник лаборатории метагеномики и пищевых биотехнологий, Воронежский государственный университет инженерных технологий, 394036, г. Воронеж, пр. Революции, 19, Российская Федерация;
старший научный сотрудник кафедры биофизики и биотехнологии,
Воронежский государственный университет, 394018, г. Воронеж, Университетская пл., 1, Российская Федерация;
старший научный сотрудник НИЛ «Биоресурсный потенциал приморской территории», Севастопольский государственный университет, 299053, г. Севастополь, ул. Студенческая, 33, Российская Федерация, maria.lavlinskaya@gmail.com https://orcid.org/ 0000-0001-9058-027Х
Вклад авторов
Все авторы сделали эквивалентный вклад в подготовку публикации.
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Все авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи.
Информация о статье
Поступила в редакцию 09.10.2022. Одобрена после рецензирования 27.01.2023. Принята к публикации 28.02.2023.
Andrey V. Sorokin,
Junior Researcher,
Metagenomics and Food Biotechnologies Laboratory, Voronezh State University of Engineering Technologies, 19, Revolutsii Ave., Voronezh, 394036, Russian Federation; Junior Researcher,
Biophysics and Biotechnology Department, Voronezh State University, 1, Universitetskaya Sq., Voronezh, 394018, Russian Federation; Junior Researcher,
Bioresource Potential of the Seaside Territory Laboratory,
Sevastopol State University,
33, Studencheskaya St., Sevastopol, 299053,
Russian Federation,
andrew.v.sorokin@gmail.com
https://orcid.org/0000-0001-5268-9557
Maria S. Lavlinskaya,
Senior Researcher,
Metagenomics and Food Biotechnologies Laboratory, Voronezh State University of Engineering Technologies, 19, Revolutsii Ave., Voronezh, 394036, Russian Federation; Senior Researcher,
Biophysics and Biotechnology Department, Voronezh State University, 1, Universitetskaya Sq., Voronezh, 394018, Russian Federation; Senior Researcher,
Bioresource Potential of the Seaside Territory Laboratory,
Sevastopol State University, 33, Studencheskaya St., Sevastopol, 299053, Russian Federation, maria.lavlinskaya@gmail.com https://orcid.org/ 0000-0001-9058-027X
Contribution of the authors
The authors contributed equally to this article.
Conflict interests
The authors declare no conflict of interests regarding the publication of this article.
The final manuscript has been read and approved by all the co-authors.
Information about the article
The article was submitted 09.10.2022. Approved after reviewing 27.01.2023. Accepted for publication 28.02.2023.
