Original title: Využití pokročilých technik elektronové mikroskopie při ultrastrukturní analýze mikrobiálních buněk a produktů mikrobiálních technologií
Translated title: Utilization of advanced techniques of electron microscopy in altrastructural analysis of microbial cells and microbial biotechnology products
Authors: Havlíčková, Anna ; Sedláček, Petr (referee) ; Krzyžánek,, Vladislav (advisor)
Document type: Master’s theses
Year: 2024
Language: cze
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract: [cze] [eng]
Tato diplomová práce se v teoretické části zaobírá přímými a nepřímými mechanismy podpory růstu rostlin prostřednictvím rhizobakterií, na které navazuje část o vybraném modelovém organismu Azotobacter vinelandii. Druhá část teorie se zaobírá elektronovou mikroskopií od možných interakcí elektronového svazku se vzorkem, přes typy elektronových mikroskopů až po různé metody přípravy biologických vzorků. V experimentální části je pojednáváno o kultivaci vybrané bakterie, gelaci připravených buněčných kultur prostřednictvím vybraných síťovacích činidel (chlorid vápenatý, kyselina jablečná, glukono--lakton s uhličitanem vápenatým) a především o různých metodách přípravy a analýzy čistých i enkapsulovaných kultur pro elektronovou mikroskopii. Konkrétně byla vybrána analýza pomocí kryogenní skenovací elektronové mikroskopie a skenovací transmisní elektronové mikroskopie. Oběma technikami byly uvnitř bakterií pozorovány poly-3-hydroxybutyrátové granule, u kterých bylo potvrzeno, že jsou elastické i za kryogenních teplot. Dále bylo zjištěno, že dochází k síťování extracelulárního alginátu i u vzorků bez přídavku síťovacích činidel, avšak přítomná hydrogelová síť byla u těchto vzorků podstatně řidší než u vzorků s přídavkem všech použitých síťovacích činidel. V této práci byla také porovnávána hustota hydrogelové sítě síťované glukono--laktonem, kdy při využití tohoto činidla s přídavkem uhličitanu vápenatého byla pozorována výrazně hustší hydrogelová síť, než při použití činidla samotného. V neposlední řadě bylo při porovnání získaných výsledků s literární rešerší zjištěno, že bakterie A. vinelandii tvoří kapsule, při jejichž tvorbě dochází ke změně tvaru z oválné na kulovitou bakterii a také ke zmenšení dané buňky. Z výsledných snímků bylo zjištěno, že jsou tyto kapsule tvořeny dvěma vrstvami, které se v literatuře nazývají jako elektrontransparentní intin a elektrondenzní exin. In the theoretical part, this thesis deals with direct and indirect mechanisms of plant growth-promoting rhizobacteria, which is followed by a section on the selected model organism Azotobacter vinelandii. The second part of the theoretical section deals with electron microscopy starting with the possible interactions of the electron beam with the sample, through types of electron microscopes to various methods of preparing biological samples. The experimental part discusses the cultivation of selected bacterial cultures, the gelation of the cell cultures using chosen cross-linking agents (calcium chloride, malic acid, glucono--lactone with calcium carbonate) and, above all, various methods of preparation and analysis of pure and encapsulated cultures by the means of electron microscopy. In particular, cryogenic scanning electron microscopy and scanning transmission electron microscopy imaging were selected. Using both techniques, poly-3-hydroxybutyrate granules, which were confirmed to be elastic even at cryogenic temperatures, were observed inside the bacteria. Furthermore, it was found that cross-linking of extracellular alginate occurs even in samples without the addition of cross-linking agents. However, the hydrogel network present in these samples was significantly thinner than in samples with the addition of all cross-linking agents used. In this work, the density of the hydrogel network cross-linked with glucono--lactone was also compared. When using this agent with the addition of calcium carbonate, a significantly denser hydrogel network was observed in comparison with using the agent alone. Last but not least, when comparing the obtained results with the literature, it was found that the A. vinelandii bacteria form capsules, during the formation of the capsules the shape of the cells changes from an oval to a spherical bacterium and also the size of the given cell is reduced. From the resulting images, it was found that these capsules are made up of two layers, to which literature refers as electron-transparent intine and electron-dense exine.
Keywords: alginate; Azotobacter vinelandii; cryogenic scanning electron microscopy (cryo-SEM); Electron microscopy; plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR); poly-3-hydroxybutyrate.; scanning transmission electron microscopy (STEM); alginát; Azotobacter vinelandii; Elektronová mikroskopie; kryogenní skenovací elektronová mikroskopie (cryo-SEM); poly-3-hydroxybutyrát.; rhizobakterie podporující růst rostlin (PGPR); skenovací transmisní elektronová mikroskopie (STEM)

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: https://hdl.handle.net/11012/245639

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-615797


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Master’s theses