Анотація до роботи:

Негруцька В. В. Розробка функціонально асиметричної бінарної бактеріальної системи як способу одержання біопрепаратів для рослин. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.20 – біотехнологія. – Інститут молекулярної біології та генетики НАН України, Київ, 2006.

Запропоновано новий підхід до створення широкого кола біопрепаратів для рослин, суть якого полягає у розробці бактеріальної системи, де один з компонентів має корисні властивості для рослин (бактерія-партнер), а другий продукує метабо- літи для забезпечення пролонгованого існування неспороутворювальних бактерій у гельовій формі. Система відповідає технологічним вимогам до біопрепарату. Пос- тійним компонентом цієї системи є ЕПС-синтезувальна бактерія, яку було виділено із природного джерела – цеоліту (Сокирницьке родовище, Україна) та іденти- фіковано мікробіологічними методами і за аналізом 16S рДНК як Paenibacillus sp. Мінерал цеоліт було використано і як іммобілізуючий агент у розробленій системі. На прикладі бінарної культури Paenibacillus sp. ІМБГ 156 –Klebsiella oxytoca ІМБГ 26, отриманої шляхом спільного культивування, показано подовження терміну життєдіяльності K. oxytoca до трьох місяців зі збереженням корисних для рослин властивостей. Показано можливість скерованого дизайну бактеріальної системи, тобто заміни бактерії-партнера, яка визначає тип біопрепарату.

Запропоновано новий підхід до створення біопрепаратів для рослинництва, суть якого полягає у розробці двокомпонентної бактеріальної системи на основі бінарних культур бактерій.

1. Розроблено основні критерії створення бактеріальної системи, засновані на її функціональній асиметричності, де постійними складовими є екзополісахаридсинтезувальна бактерія Paenibacillus sp. ІМБГ 156 і природний мінерал цеоліт, які забезпечують життєздатність другої складової – бактерії з корисними для рослин властивостями.

2. Формулювання основних критеріїв існування бактеріальної системи виконано на підставі вивчення біологічних особливостей бінарної культури Paenibacillus sp. ІМБГ 156 - K. oxytoca ІМБГ 26, отриманої спільним культивуванням, і показано можливість використання даної пари як прототипу біопрепарату для поліпшення живлення рослин та визначено основні стадії технологічного процесу культивування, за яких титр бактерії-партнера становить не менше, ніж (1,4 ± 0,5)10⁹ КУО/мл. Культуральна рідина має гельову консистенцію із в’язкістю 110 – 85 мм²/с.

3. Показано шлях створення різних типів біопрепаратів (біодобриво, антимікробний агент тощо) на підставі існування постійної складової Paenibacillus sp. ІМБГ 156 і цеоліту та змінної складової – бактерії-партнера, яка визначає тип біопрепарату.

4. Для забезпечення стабільності існування постійних складових штучної бактеріальної системи вперше з цеоліту Cокирницького родовища (Україна) виділено екзополісахаридсинтезувальну бактерію, яку ідентифіковано як Paenibacillus sp. і охарактеризовано як складову даної системи.

5. За допомогою специфічних праймерів до полігалактуроназного гена зафіксовано наявність K. oxytoca ІМБГ 26 у внутрішніх тканинах прикореневої зони картоплі.

6. Принцип створення даної бактеріальної системи на основі Paenibacillus sp. ІМБГ 156 може бути рекомендовано для виробництва біопрепаратів для рослинництва.

Публікації автора:

1. Negrutska V.V., Kozyrovska N.O. Ecologically-friendly crop production with microbial inoculants. I. The Dual, technology for inoculant production // Науковий вісник Ужгородського університету. Серія “Біологія”. – 2001. – № 9. – С. 76-79.

Особистий внесок здобувача – виділено природний ізолят ЕПС-синтезувальної бактерії і частково охарактеризовано як Paenibacillus sp., показано можливість її спільного культивування з грамнегативними бактеріями.

2. Kovalchuk M.V., Negrutska V.V., Zaetz I.E., Pasechnik L.A., Gvozdyak R.I., Kozyrovska N.O. Ecologically-friendly crop production with microbial inoculants. II. Biocontrol capacity of bacterial isolates, candidates for inoculant development // Науковий вісник Ужгородського університету. Серія “Біологія”. – 2001. – № 9. – С. 82-85.

Особистий внесок здобувача – підбір умов культивування і експериментальне одержання бінарних культур на основі Paenibacillus sp.

3. Негруцька В.В., Ковальчук М.В., Козировська Н.О. Технологія "Дуал" для виробництва широкого спектра біопрепаратів // Агроекологічний журнал. – 2003. – № 3. – С. 54-58.

Особистий внесок здобувача – експериментально створено бінарну культуру Paenibacillus sp.- K. oxytoca і показано можливість її використання як біопрепарату
мінерального живлення рослин, визначено основні стадії процесу культивування, показано можливість дизайну системи Paenibacillus sp. – бактерія-партнер, формування висновків.

4. Kovtunovych G., Lytvynenko T., Negrutska V., Lar O., Brisse S., Kozyrovska N. Identification of Klebsiella oxytoca using a specific PCR assay targeting the polygalacturonase pehX gene // Research in Microbiol.–2003.– V.154, № 8. – P.587-592.

Особистий внесок здобувача – проведення лабораторних досліджень із визначення можливості детекції K. oxytoca за наявністю pehX-гена, методом ПЛР.

5. Kovtunovych G.L., Lytvynenko T., Negrutska V.V., Lar O.V., Koltukova N.V., Kozyrovska N.O. A PCR-mediated method for discrimination of Klebsiella oxytoca between closely related bacteria in environmental and clinical specimens // Біополімери і клітина. – 2003. – Т. 19, № 6. – С.520-525.

Особистий внесок здобувача – проведення лабораторних досліджень із визначення можливості скринінгу K. oxytoca у клінічних ізолятах та ізолятах із навколишнього середовища.

6. Ковальчук М.В., Негруцька В.В., Козировська Н.О. Характеристики окремих псевдомонад як кандидатів для створення препаратів нового класу по технології "Дуал" // Агроекологічний журнал. – 2004. – № 2.- С. 41-44.

Особистий внесок здобувача – експериментальне створення штучних бінарних культур Paenibacillus sp. з Pseudomonas sp. 163, P. fluorescens 294, P. putida 287, Pseudomonas sp. 168.

7. Kozyrovska N.O., Negrutska V.V., Kovalchuk M.V.,Voznyuk T.N. Paenibacillus sp., as a promising candidate for development of a novel technology of inoculant production // Біополімери і клітина. – 2005. – Т. 21, № 4. – С. 312 -318.

Особистий внесок здобувача – ідентифікація природного ізляту Paenibacillus sp ІМБГ 156 за аналізом нуклеотидної послідовності rrs-гена, депонування її у GenBank, експериментально показано можливість створення бактеріальних препаратів із заданими властивостями (біодобрива, біоконтролюючі агенти, тощо) залежно від вибору бактерії–партнера.

8. Пат. 44189 Україна, МПК7 С05F11/08. Біопрепарат для живлення та захисту рослин “Клепс”: Пат. 44189 Україна, МПК7 С05F11/08 Козировська Н.О., Негруцька В.В. (Україна). – № 2001074688; Заявл. 05.07.2001; Опубл. 15.12.2004, Бюл. № 12, 2004. – 2 с.

Особистий внесок здобувача – експериментально створено бінарну культуру бактерій (прототип біопрепарату) шляхом спільного культивування.

9. Негруцька В.В., Ковальчук М.В., Козировська Н.О. Використання Paenibacillus sp. для виробництва мікробіологічних препаратів // Сталий розвиток агросистем: Матеріали конференції (Вінниця, 17-20 вересня, 2002), Київ, 2002. – С. 113.

Особистий внесок здобувача – на прикладі бінарних культур Paenibacillus sp. з різними корисними для рослин бактеріями показано можливість створення бактеріальної системи для одержання біопрепаратів для рослинництва

10. Lar O., Kovtunovych G., Negrutska V., Lytvynenko T., Kozyrovska N. Pectinases of Klebsiella oxytoca and their putatative role in interection with the plant // Установчий з’їзд Українського товариства клітинної біології (25-28 квітня).–Львів, 2004.–С. 272.

Особистий внесок здобувача – детекція K. oxytoca у внутрішніх тканинах картоплі методом ПЛР і ЗT- ПЛР.