|
|
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.
|
|
|
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'.
|
|
|
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.
|
host ::
RSS.