|
|
Půdní aplikace hydrogelů s obsahem rhizobakterii
Hlaváčková, Barbora ; Černayová, Diana (oponent) ; Kalina, Michal (vedoucí práce)
Rhizobakterie podporující růst rostlin (PGPR) se řadí do skupiny půdních bakterií, které mohou svými mechanismy ovlivňovat růst rostlin. V posledních letech dochází k nárůstu používání těchto podpůrných látek ve formě biohnojiv s cílem zvýšit výnosy a zlepšit růst plodin v nepříznivých podmínkách ekologicky šetrným způsobem. Cílem této bakalářské práce bylo posoudit vliv externího přídavku PGPR v různých formách na fyzikálně-chemické charakteristiky půdy a na růst modelových rostlin lociky seté v prvním případě bez omezení závlahy a ve druhém případě za podmínek omezené závlahy. Byl vybrán konkrétní kmen bakterie Azotobacter vinelandii CCM 289 pro přípravu čtyř forem ošetření, konkrétně biomasa v PBS, alginátový gel bez bakteriální kultury, gel s bakteriální kulturou a lyofilizovaný gel s bakteriální kulturou. Vliv jednotlivých ošetření byl porovnán s negativní kontrolou bez přídavku PGPR, jelikož různé formy ošetření mohou dosahovat odlišné efektivity kolonizace rhizosféry, což může mít různý vliv na růst rostlin. K posouzení vlivu přídavku PGPR byly v průběhu kultivačních experimentů měřeny fyzikálně-chemické charakteristiky půdy (vlhkost, pH) a růstové charakteristiky lociky seté, jako je počet listů, výška a šířka nadzemních částí těchto modelových rostlin. Po ukončení kultivačních experimentů byly stanoveny základní růstové parametry modelových rostlin z jednotlivých ošetření, jako je celková délka, délka nadzemních částí a kořenů modelových rostlin, dále také celková hmotnost jednotlivých rostlin a hmotnost jejich nadzemních částí a kořenů. Po vysušení byla charakterizována celková hmotnost sušiny jednotlivých rostlin a hmotnost sušiny nadzemních částí rostlin a kořenů. Po vysušení byla analyzována hustota kořenů provedením jejich skenů a porovnána mezi jednotlivými ošetřeními. Na půdních výluzích z jednotlivých ošetření po ukončení kultivačních experimentů byl analyzován vliv přídavku PGPR na mikrobiální aktivitu půdy použité v experimentech pomocí kultivace na Petriho miskách s agarovým mediem a pomocí sady BIOLOG EcoPlate byla stanovena hodnota průměrného vývoje barvy jamky (AWCD) a výsledky byly srovnány s jednotlivými ošetřeními mezi kultivačními experimenty, které probíhaly s odlišnými podmínkami zavlažování. Na půdních výluzích z vysušených půd po ukončení kultivačních experimentů byly provedeny fyzikálně-chemické charakteristiky (pH, vodivost). Na vysušených půdách jednotlivých ošetřeních bylo analyzováno množství organické a anorganické frakce metodou TGA. Výsledky byly mezi sebou porovnány a byl posuzován vliv různých forem externího přídavku PGPR na fyzikálně-chemické charakteristiky zvolené půdy za podmínek bez omezení závlahy a za podmínek s omezením závlahy v průběhu experimentů.
|
|
|
Stanovení viability u rhizobakteriálních kultur
Svobodová, Lucie ; Slaninová, Eva (oponent) ; Obruča, Stanislav (vedoucí práce)
Tato závěrečná práce je zaměřena na studium viability rhizobakterií podporující růst rostlin (PGPR). Viabilita byla stanovována u tří kmenů bakterie Azotobacter vinelandii, a to CCM 289, DSM 87 a DSM 720 pomocí průtokové cytometrie s fluorescenční sondou PI, SYTOXTM Blue a DAPI, a to po 120 a 72 hodinách kultivace. Byla provedena optimalizace vhodné fluorescenční sondy pro daný kmen, kdy jako nejvhodnější se jevilo použití sondy PI pro kmen CCM 289. Pro kmeny DSM 87 a DSM 720 lze použít sondy PI a SYTOXTM Blue. Pro následující experimenty byl vybrán kmen DSM 87, který byl podroben vlivu různých síťovacích činidel. Pomocí průtokového cytometru a barvení fluorescenční sondou PI byla ověřována viabilita po aplikaci roztoků chloridu vápenatého, barnatého, měďnatého, železitého, hlinitého a síranu vápenatého o koncentraci 2, dále 0,2 a 0,02 hm. % ke kultuře. Roztoky chloridu vápenatého, barnatého a síranu vápenatého neměly významný vliv na viabilitu buněk. Naopak při použití chloridu železitého byl zjištěn trend, kdy s klesající koncentrací roztoků ubývalo odumřelých buněk. Tohoto jevu bylo docíleno i při použití chloridu hlinitého a měďnatého, u kterých však použití nejkoncentrovanějšího roztoku mělo za následek inaktivaci většího počtu buněk než v předchozím případě, u chloridu hlinitého došlo ke ztrátě viability většiny přítomných buněk. Viabilita byla ověřována také u buněk uvolňovaných z připravených gelů. Pro experimenty byly zvoleny roztoky výše zmíněných síťovacích činidel o koncentraci 2 hm. %, za experimentálně stanovených podmínek byla kultura podrobena gelaci. Část gelů byla následně ponechána ve fosfátovém pufru, aby došlo ke zpětnému uvolnění buněk. Pro toto snazší uvolňování byl přidán enzym algináza, jehož účinkem je rozkládání alginátu. Bylo zjištěno, že koncentrace 2 hm. % vybraných síťovacích činidel neměla vliv na viabilitu buněk, tedy že buňky uvolněné z gelu se se jevily jako viabilní.
|
|
|
Hydrogelové nosiče mikroorganismů v moderních environmentálních aplikacích
Súkeník, Martin ; Slaninová, Eva (oponent) ; Sedláček, Petr (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá optimalizací kultivace a gelace bakterie rodu Azotobacter vinelandii patřící do skupiny PGPR, která je schopná syntetizovat intracelulární polyhydroxyalkanoáty a extracelulární alginát. Bakterií produkovaný alginát je síťován pomocí roztoku chloridu vápenatého za vzniku hydrogelového nosiče obsahující zmíněnou bakterii. Tento nekonvenční koncept enkapsulace bakterií přináší zjednodušení procesu výroby hydrogelových nosičů a širší uplatnění v moderních environmentálních aplikacích. V první části práce byly vybrány tři kmeny (DSM 85, 87 a 720), při kterých byla gravimetricky stanovena koncentrace produkovaného alginátu, jeho molekulová hmotnost byla určena technikou SEC-MALS a poměr M/G podjednotek byl analyzován technikou infračervené spektroskopie. Kmen Azotobacter vinelandii DSM 87 dosáhl při gravimetrickém stanovení nejvyšší koncentraci alginátu (4,9 ± 0,6) g/l v 5. den kultivace. Koncentrace produkovaného PHB se pohybovala v rozmezí 6 až 48 % CDW, která byla určena metodou plynové chromatografie. Nicméně nejlepší gelační vlastnosti vykazoval kmen DSM 720, který byl v druhé části práce použit na podrobnější optimalizaci kultivačních podmínek, a dále na analýzu tvorby gelů při rozdílné teplotě, čase gelovatění a různé koncentraci síťovacího činidla. Vytvořené gely byly porovnané reologickým měřením pomocí amplitudového a frekvenčního testu.
|
|
|
Self-encapsulation of Plant Growth Promoting Rhizobacteria as a way towards new generation of bioinoculants
Gašparová, Dominika ; Obruča, Stanislav (oponent) ; Sedláček, Petr (vedoucí práce)
This bachelor thesis focuses on Plant Growth-Promoting Rhizobacteria that can be used as a suitable ecological alternative to conventional fertilizers. However, most of today's approaches to incorporating PGPR into the process of soil fertilization are convoluted and costly. Crosslinking of alginate self-produced by PGPR offers a new possibility of plantgrowth- promoting bacteria encapsulation. The aim of this thesis consists of preparing gel matrices with incorporated bacteria, followed by testing the bacteria's viability and quantity. Firstly, experiments were carried out to determine various properties of gels produced by the chosen representative bacteria Azotobacter vinelandii. These properties include the molecular weight of alginate (with the highest molecular weight of strain CCM 289 (329,78± 6,8) kDa), the alginate's amount in the gel, the content of PHB (34%-44% CDW), and the gel's overall rheological properties. The complex modulus (as a representation of rheological properties) of the firmest gel reached the value of 13,34 kPa. The bacteria content was examined by flow cytometry, the CFU method, and spectrophotometry. The viability of bacteria was determined by analyzing the fluorescence intensity via fluorescent dyes (propidium iodide, fluorescein diacetate, rhodamine 123, calcein AM), then by using the CFU method, and also via the plate method. Furthermore, the effects of various factors such as different pH levels (pH 3, 7, and 10) or adding the specific alginatedegrading enzyme alginase were also examined. Releasing of the bacteria was observed over the course of seven days using flow cytometry and the CFU method. The plate method proved the bacteria's survival after gelation and without any source of carbon. The largest disintegration of gels occurred in acidic pH. Moreover, the effect of alginase on crosslinked bacterial gels and synthetic alginate were very similar. The survival of bacterial cultures in gel and their continuous release are significant findings in the development of novel bioinoculants based on this new concept.
|
|
|
Vývoj nové generace bioinokulantů a studium jejich biologické aktivity
Súkeník, Martin ; Pekař, Miloslav (oponent) ; Sedláček, Petr (vedoucí práce)
Cíl této diplomové práce spočíval v charakterizaci specifických mechanismů biologické aktivity u bakterií podporujících růst rostlin (PGPR), běžně se nacházející v rhizosféře rostlin a ve studii účinků aplikace kapalných i gelových PGPR bioinokulantů na rostliny v kontrolovaném prostředí. Pro přípravu gelových bioinokulantů na bázi těchto PGPR byl navržen originální koncept samo-enkapsulace prostřednictvím síťování alginátu přímo produkovaného v průběhu jejich biotechnologické kultivace. Ověření účinnosti tohoto konceptu vyžadovalo všechny vybrané kmeny podrobit gelačním experimentům se síťovacím činidlem CaCl2 2 % hm. za tvorby alginátového gelu. Pro přípravu a charakterizaci bioinokulantů byly vybrány tři konkrétní kmeny Azotobacter vinelandii DSM 87, DSM 720 a CCM 289. Materiálové vlastnosti vytvořených gelů byly charakterizovány metodou oscilační reometrie (amplitudovým testem). Všechny kmeny byly podrobeny gravimetrickému stanovení koncentrace alginátu i biomasy. Pro ověření viability buněk ihned po kultivaci byla použita průtoková cytometrie s fluorescenční sondou PI, DAPI a SYTOX™ Green. Dále bylo provedeno sušení gelů s pomocí lyofilizátoru, kdy lyofilizovaný gel byl použit při botnacích experimentech s následným sušením. V rámci ověření biologické aktivity bioinokulantů byla kvalitativně ověřena schopnost všech kmenů rozpouštět a utilizovat fosfáty z agarového živného média. Dále byla u všech kmenů spektrofotometricky ověřena produkce indol-3-octové kyseliny. Kvalitativně i kvantitativně byla ověřena také produkce sideroforů. Pěstební pilotní experimenty na rostlině lociky salátové (Lactuca sativa) byly provedeny s přídavkem kapalné i gelové nosičové PGPR kompozice, jako negativní kontrola byla rostlina ponechána bez přídavku nosičové PGPR kompozice. Výsledky z pilotního pěstebního experimentu prokázaly pozitivní růstový efekt gelové i kapalné PGPR kompozice na rostliny. Na konci pěstebního experimentu byla zaznamenána vyšší délka listů a kořenového systému po aplikaci obou forem PGPR do půdy, konkrétně průměrná délka listů s přídavkem gelové nosičové PGPR kompozice byla 4,3±1,0 cm, pro kapalnou nosičovou PGPR kompozici 4,3±1,2 cm, průměrná délka kořenového systému byla 18,3±5,2 cm respektive 17,4±6,0 cm. Hmotnost sušiny na jednu vypěstovanou rostlinu s přídavkem kapalné i gelové PGPR byla shodná, tedy 0,19±0,07 g. Nejvyšší obsah chlorofylu a, chlorofylu b i karotenoidů v listech byl spektrofotometricky prokázán u rostlin rostoucích s přídavkem kapalné PGPR kompozice, konkrétně chlorofylu a bylo zjištěno 6±1 µg/ml, chlorofylu b 7±2 µg/ml a karotenoidů 3,6±0,5 µg/ml. Pomocí destiček BIOLOG EcoPlate™ byla analyzována diverzita půdních mikrobiomů odebraných z půdy bez přídavku PGPR kompozice, s přídavkem kapalné PGPR kompozice a s přídavkem gelové PGPR kompozice. Diverzita mikrobiomu byla vyhodnocena pomocí průměrného vývoje barvy jamky, tedy parametru AWCD a pomocí Shannonova indexu diverzity H'. Nejvyšší utilizace nejširšího počtu uhlíkových zdrojů na destičce byla zaznamenána u půdního mikrobiomu s přídavkem gelové PGPR kompozice. Již zmíněný půdní mikrobiom také vykazoval nejvyšší hodnotu indexu H'.
|
|
|
Využití bioaditiv v produkci bazalky (Ocimum basilicum)
Pečenka, Jakub
Tato diplomová práce byla zaměřena na využití bioaditiv (přípravků na bázi řas a bakterií) v produkci bazalky (Ocimum basilicum). V literárním přehledu jsou tyto bioaditiva obecně popsány, z hlediska jejich látkového složení, účinků a využití v praxi.Experimentální část se zabývá polním pokusem s bazalkou, který probíhal v Lednici na pozemku Zahradnické fakulty Mendelovy univerzity v Brně v roce 2013.Porost bazalky byl rozdělen do 5 variant (4 přípravky + kontrola). Jednotlivé varianty byly ošetřeny přípravky Amalgerol Premium, EM -- farming Super aktiviert, Pro Milieu Terra a přípravkem od firmy Rawat bez obchodního názvu. Na bazalce byl sledován vliv těchto bioaditiv na výnosové a nutriční parametry. Nutriční parametry byly stanovovány jak z čerstvé bazalkové natě, tak ze sušené hmoty. Jednalo se o celkovou antioxidační kapacitu, obsah fenolů, flavonoidů a obsah sušiny. Z výsledků vyplývá, že aplikace těchto přípravků má jak pozitivní tak negativní dopad na sledované parametry u bazalky. Výnosové parametry nebyly těmito přípravky nijak významně ovlivněny. Největší efekt měly přípravky Amalgerol Premium a EM -- farming Super aktiviert na zvýšení celkové antioxidační kapacity, u varianty EM -- farming bylo navíc zjištěno zvýšení obsahu fenolů a flavonoidů.
|
|
|
Self-encapsulation of Plant Growth Promoting Rhizobacteria as a way towards new generation of bioinoculants
Gašparová, Dominika ; Obruča, Stanislav (oponent) ; Sedláček, Petr (vedoucí práce)
This bachelor thesis focuses on Plant Growth-Promoting Rhizobacteria that can be used as a suitable ecological alternative to conventional fertilizers. However, most of today's approaches to incorporating PGPR into the process of soil fertilization are convoluted and costly. Crosslinking of alginate self-produced by PGPR offers a new possibility of plantgrowth- promoting bacteria encapsulation. The aim of this thesis consists of preparing gel matrices with incorporated bacteria, followed by testing the bacteria's viability and quantity. Firstly, experiments were carried out to determine various properties of gels produced by the chosen representative bacteria Azotobacter vinelandii. These properties include the molecular weight of alginate (with the highest molecular weight of strain CCM 289 (329,78± 6,8) kDa), the alginate's amount in the gel, the content of PHB (34%-44% CDW), and the gel's overall rheological properties. The complex modulus (as a representation of rheological properties) of the firmest gel reached the value of 13,34 kPa. The bacteria content was examined by flow cytometry, the CFU method, and spectrophotometry. The viability of bacteria was determined by analyzing the fluorescence intensity via fluorescent dyes (propidium iodide, fluorescein diacetate, rhodamine 123, calcein AM), then by using the CFU method, and also via the plate method. Furthermore, the effects of various factors such as different pH levels (pH 3, 7, and 10) or adding the specific alginatedegrading enzyme alginase were also examined. Releasing of the bacteria was observed over the course of seven days using flow cytometry and the CFU method. The plate method proved the bacteria's survival after gelation and without any source of carbon. The largest disintegration of gels occurred in acidic pH. Moreover, the effect of alginase on crosslinked bacterial gels and synthetic alginate were very similar. The survival of bacterial cultures in gel and their continuous release are significant findings in the development of novel bioinoculants based on this new concept.
|
|
|
Hydrogelové nosiče mikroorganismů v moderních environmentálních aplikacích
Súkeník, Martin ; Slaninová, Eva (oponent) ; Sedláček, Petr (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá optimalizací kultivace a gelace bakterie rodu Azotobacter vinelandii patřící do skupiny PGPR, která je schopná syntetizovat intracelulární polyhydroxyalkanoáty a extracelulární alginát. Bakterií produkovaný alginát je síťován pomocí roztoku chloridu vápenatého za vzniku hydrogelového nosiče obsahující zmíněnou bakterii. Tento nekonvenční koncept enkapsulace bakterií přináší zjednodušení procesu výroby hydrogelových nosičů a širší uplatnění v moderních environmentálních aplikacích. V první části práce byly vybrány tři kmeny (DSM 85, 87 a 720), při kterých byla gravimetricky stanovena koncentrace produkovaného alginátu, jeho molekulová hmotnost byla určena technikou SEC-MALS a poměr M/G podjednotek byl analyzován technikou infračervené spektroskopie. Kmen Azotobacter vinelandii DSM 87 dosáhl při gravimetrickém stanovení nejvyšší koncentraci alginátu (4,9 ± 0,6) g/l v 5. den kultivace. Koncentrace produkovaného PHB se pohybovala v rozmezí 6 až 48 % CDW, která byla určena metodou plynové chromatografie. Nicméně nejlepší gelační vlastnosti vykazoval kmen DSM 720, který byl v druhé části práce použit na podrobnější optimalizaci kultivačních podmínek, a dále na analýzu tvorby gelů při rozdílné teplotě, čase gelovatění a různé koncentraci síťovacího činidla. Vytvořené gely byly porovnané reologickým měřením pomocí amplitudového a frekvenčního testu.
|
|
|
Využití bioaditiv v produkci bazalky (Ocimum basilicum)
Pečenka, Jakub
Tato diplomová práce byla zaměřena na využití bioaditiv (přípravků na bázi řas a bakterií) v produkci bazalky (Ocimum basilicum). V literárním přehledu jsou tyto bioaditiva obecně popsány, z hlediska jejich látkového složení, účinků a využití v praxi.Experimentální část se zabývá polním pokusem s bazalkou, který probíhal v Lednici na pozemku Zahradnické fakulty Mendelovy univerzity v Brně v roce 2013.Porost bazalky byl rozdělen do 5 variant (4 přípravky + kontrola). Jednotlivé varianty byly ošetřeny přípravky Amalgerol Premium, EM -- farming Super aktiviert, Pro Milieu Terra a přípravkem od firmy Rawat bez obchodního názvu. Na bazalce byl sledován vliv těchto bioaditiv na výnosové a nutriční parametry. Nutriční parametry byly stanovovány jak z čerstvé bazalkové natě, tak ze sušené hmoty. Jednalo se o celkovou antioxidační kapacitu, obsah fenolů, flavonoidů a obsah sušiny. Z výsledků vyplývá, že aplikace těchto přípravků má jak pozitivní tak negativní dopad na sledované parametry u bazalky. Výnosové parametry nebyly těmito přípravky nijak významně ovlivněny. Největší efekt měly přípravky Amalgerol Premium a EM -- farming Super aktiviert na zvýšení celkové antioxidační kapacity, u varianty EM -- farming bylo navíc zjištěno zvýšení obsahu fenolů a flavonoidů.
|
host ::
RSS.