Анотація до роботи:

Ямборко Н.А. Стійкість мікробних угруповань ґрунту до генотоксичного впливу деяких пестицидів. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.07. – мікробіологія. – Інститут мікробіології і вірусології ім.. Д.К. Заболотного НАН України, Київ, 2005.

Дисертацію присвячено дослідженню стійкості мікробних угруповань ґрунту до токсичної і мутагенної дії фунгіцидів біологічного походження мікосану і мікосану нового, хімічно синтезованих фунгіцидів фундазолу і вітаваксу, а також раундапу і ділену.

В роботі запропоновано новий метод визначення токсичної і мутагенної дії пестицидів на мікробні угруповання ґрунту, який полягає у реєстрації стійкості до стрептоміцину у ґрунтових мікроорганізмів.

Вперше показано, що біологічні агротехнології вирощування сільськогосподарських культур сприяють підвищенню стійкості мікробних угруповань ґрунту до пестицидів; за умов застосування хімічної агротехнології підвищується вразливість мікроорганізмів до мутагенної дії пестицидів.

Встановлено, що генетична регуляція мікробних ферментних систем є нестійкою до дії пестицидів. На прикладі M. luteus CCM 248 і S. maltophilia УКМ В-257 виявлено три типи змін, які виникають під впливом пестицидів у спектрах ферментів мікроорганізмів: 1) перерозподіл активності між молекулярними формами окремих ферментів (глюкозо-фосфатізомераза, ізоцитратлегідрогеназа, естераза штаму M. luteus CCM 248; ізоцитратлегідрогеназа, фосфоглюкомутаза, глюкозо-6-фосфатдегідрогеназа, діафораза, естераза, алкогольдегідрогеназа штаму S. maltophilia УКМ В-257); 2) поява нових або зникнення наявних множинних молекулярних форм ферментів (глюкозофосфатізомераза, глутаматдегідрогеназа, супероксид-дисмутаза штаму S. maltophilia УКМ В-257; діафораза штаму M. luteus CCM 248); 3) повне пригнічення синтезу ферменту (6-фосфоглюконатдегідрогеназа і сорбітолдегідрогеназа штаму S. maltophilia УКМ В-257).

Досліджено пружну стійкість мікробного угруповання ґрунту, як здатність відновлювати свою структуру і функціональний стан після дії стресового фактора, після контакту з пестицидами. Показано,що хімічно синтезовані пестициди знижують пружну стійкість мікробного угруповання ґрунту – його здатність відновлювати структуру і функціональний стан після дії стресового фактору. Накопичення мікробної біомаси зменшується на 33%, чисельність – на 23 – 71%, швидкість продукції СО₂ – на 30,6 – 50 %, нітрогеназна активність ґрунту – на 20 – 62%, нітрифікаційна здатність – у 2 – 3 рази, активність деструкції целюлози – у 2,5 – 3,4 рази. Біофунгіциди мікосан і мікосан новий не пригнічують відтворення чисельності мікроорганізмів ґрунту, не впливають на його нітрифікаційну і целюлозолітичну здатність, стимулюють накопичення вільних амінокислот, але знижують швидкість продукції СО₂ на 20 – 31% і нітрогеназну активність на 21 %. Проте, вони можуть бути рекомендовані до практичного використання, як альтернатива хімічним засобам захисту рослин.

1. Встановлено, що агротехнології вирощування сільськогосподарських культур відіграють важливу роль у формуванні стійкості мікроорганізмів ґрунту до токсичної і мутагенної дії пестицидів. Хімічна агротехнологія підвищує чутливість, а біологічна – формує резистентність мікробних угруповань до засобів захисту рослин.

2. Розроблений новий спосіб визначення токсичної і мутагенної дії пестицидів на мікробні угруповання ґрунту. За статистичними обрахунками результати, одержані запропонованим способом, корелюють на рівні достовірності 99 % з даними тесту на ауксотрофних мутантах E.coli WP2. Запропонований спосіб можна використовувати у еколого-токсикологічних дослідженнях нових препаратів.

3. Встановлено, що фунгіциди біологічного походження (мікосан і мікосан новий) у виробничих дозах проявляють у 1,5 рази нижчу генетичну активність порівняно із стандартним мутагеном, тоді як хімічно синтезовані (фундазол і вітавакс) – у 1,5 – 3 рази вищу. За токсичним і мутагенним впливом на ґрунтову мікробіоту досліджені фунгіциди можна розташувати у такій послідовності: мікосан новий < мікосан < фундазол < вітавакс.

4. Фунгіцидні біологічні препарати мікосан, мікосан новий, а також хімічно синтезовані вітавакс і фундазол у дозах, рекомендованих виробництву, діють на тест-культури мікроорганізмів Escherichia coli WP2 і Salmonella typhimurium TA100, TA 98 як слабкі мутагени.

5. Генетична регуляція мікробних ферментних систем є нестійкою до дії пестицидів. На прикладі M. luteus CCM 248 і S. maltophilia УКМ В-257 виявлено три типи змін, які виникають під впливом пестицидів у спектрах ферментів мікроорганізмів: 1) перерозподіл активності між молекулярними формами окремих ферментів (глюкозо-фосфатізомераза, ізоцитратлегідрогеназа, естераза штаму M. luteus CCM 248; ізоцитратлегідрогеназа, фосфоглюкомутаза, глюкозо-6-фосфатдегідрогеназа, діафораза, естераза, алкогольдегідрогеназа штаму S. maltophilia УКМ В-257); 2) поява нових або зникнення наявних множинних молекулярних форм ферментів (глюкозофосфатізомераза, глутаматдегідрогеназа, супероксид-дисмутаза штаму S. maltophilia УКМ В-257; діафораза штаму M. luteus CCM 248); 3) повне пригнічення синтезу ферменту (6-фосфоглюконатдегідрогеназа і сорбітолдегідрогеназа штаму S. maltophilia УКМ В-257).

6. Хімічно синтезовані пестициди знижують пружну стійкість мікробного угруповання ґрунту – його здатність відновлювати структуру і функціональний стан після дії стресового фактору. Накопичення мікробної біомаси зменшується на 33%, чисельність – на 23 – 71%, швидкість продукції СО₂ – на 30,6 – 50 %, нітрогеназна активність ґрунту – на 20 – 62%, нітрифікаційна здатність – у 2 – 3 рази, активність деструкції целюлози – у 2,5 – 3,4 рази.

7. Біофунгіциди мікосан і мікосан новий не пригнічують відтворення чисельності мікроорганізмів ґрунту, не впливають на його нітрифікаційну і целюлозолітичну здатність, стимулюють накопичення вільних амінокислот, але знижують швидкість продукції СО₂ на 20 – 31% і нітрогеназну активність на 21 %. Проте, вони можуть бути рекомендовані до практичного використання, як альтернатива хімічним засобам захисту рослин.

Публікації автора:

1. Ямборко Н.А., Іутинська Г.О. Вплив фунгіцидів біологічного і хімічного походження на мікробіоту ґрунту під озимою пшеницею, вирощуваною за різними агротехнологіями // Наукові записки Тернопільського педуніверситету: Серія Біологія. – Вип.1(20). – 2003. – С. 54-58. (Здобувачем самостійно проведені дослідження по встановленню токсичного і мутагенного впливу фунгіцидів на мікробний ценоз ґрунту в умовах застосування чотирьох агротехнологій вирощування озимої пшениці).

2. Іутинська Г.О., Ямборко Н.А. Мутагенна дія синтетичних фунгіцидів і препаратів біологічного походження на мікроорганізми // Мікроб. жур., 2004. –Т.66, №5. – С. 57-61. (Здобувачем самостійно виявлено у тесті Еймса мутагенну дію синтетичних фунгіцидів і препаратів біологічного походження для тест-культур мікроорганізмів).

3. Ямборко Н.А., Іутинська Г.О. Вплив генотоксичних пестицидів на біомасу і склад мікробних угруповань чорноземного ґрунту //Науковий Вісник Ужгородського університету: Серія Біологія. – 2004. – Вип.15. – С. 40-43. (Здобувачем особисто проведені експерименти по вивченню післядії генотоксичних пестицидів на біомасу і склад мікробних угруповань ґрунту, проаналізовано одержані дані і підготовано статтю до друку).

4. Іутинська Г.О., Ямборко Н.А., Кошевський І.І. Зміна біологічної активності грунту в результаті обробки мікробного ценозу генотоксичними пестицидами // Науковий вісник Національного аграрного університету. – 2004. – Вип. 72.– С. 45-50. (Здобувачем самостійно встановлено, що зміни біологічної активності ґрунту відбуваються в результаті обробки мікробного ценозу генотоксичними пестицидами).

5. Ямборко Н.А., Вдовиченко Л.Д., Иутинская Г.А., Глазко В.И. Чувствительность ферментных систем почвенного микроорганизма Stenotrophomonas maltophilia УКМ В-257 к воздействию пестицидов // Факторы экспериментальной эволюции организмов. Збірн. наук. праць. – К.:«Аграрна наука», 2004. – Т.2. – С. 326-331. (Здобувач особисто готувала гомогенати культури, підбирала оптимальні умови для збереження активності внутрішньоклітинних ферментів, проводила електрофорез, статистично обробляла і аналізувала одержані результати).

6. Ямборко Н.А., Иутинская Г.А., Глазко В.И. Влияние фунгицидов биологического и химического происхождения на ферментные спектры почвенных микроорганизмов // Агроекологічний журнал. – №4. –2004. – С. 29-33. (Здобувач особисто аналізувала літературні дані і виконувала експериментальні дослідження, здійснювала статистичну обробку і комп’ютерний аналіз даних, готувала матеріали статті до друку).

7. Іутинська Г.О., Ямборко Н.А. Стійкість мікробних угруповань ґрунту до токсичної і мутагенної дії пестицидів за різних агротехнологій вирощування сільськогосподарських культур // Науковий вісник Національного аграрного університету. – 2005. – Вип. 81.– С. 21-25. (Здобувачем самостійно виявлено, що на стійкість мікробного ценозу ґрунту до дії пестицидів мають суттєвий вплив агро технології вирощування сільськогосподарських культур).

8. Ямборко Н.А., Петрук Т.В. Екологічна оцінка впливу на ґрунтову мікробіоту інсектицидів і фунгіцидів // Зб. стат. по матеріалам Міжнар. конф. «Біологічні науки і проблеми рослинництва». – Умань, –2003. – С. 242-246. (Здобувач самостійно проводила екологічну оцінку впливу фунгіцидів на ґрунтову мікробіоту і брала участь у підготовці тез доповіді).

9. Ямборко-Костырко Н .А., Петрук Т.В. Влияние на почвенную микробиоту инсектицидов и фунгицидов - продуктов биологического и химического синтеза // Тезисы докл. X Международной конференции студентов и аспирантов по фундаментальным наукам «ЛОМОНОСОВ– 2003». –Москва. – 2003. – С. 163. (Здобувач самостійно досліджувала вплив фунгіцидів – продуктів хімічного і біологічного синтезу – на мікробіоту ґрунту).

10. Пат. 62576 А (UA), 7А01N25/00/ Спосіб визначення токсичної і мутагенної дії пестицидів на мікробні угруповання ґрунту / Іутинська Г.О., Ямборко-Костирко Н. А./ Бюл. №12. – 2003. (Здобувач особисто брала участь у розробці способу визначення токсичної і мутагенної дії пестицидів на мікробні угруповання ґрунту і підготовці матеріалів до патентування).

11. Ямборко Н.А. Влияние генотоксических пестицидов на состав и функционирование микробных сообществ черноземной почвы // Тезисы докл. XI Международной конференции студентов и аспирантов по фундаментальным наукам «ЛОМОНОСОВ – 2004». – Москва, – 2004. – С. 189.

12. Ямборко Н.А. Генотоксична небезпека пестицидів для ґрунтових мікроорганізмів // Х з’їзд Товариства мікробіологів України, – Одеса, 2004. – С. 318.

13. Ямборко Н.А. Иутинская Г.А. Влияние генотоксических пестицидов на биологическую активность почв // Материалы международной конференции «Современное состояние и перспективы развития микробиологии и биотехнологии». – Минск, – 2004. – С. 390-391. (Здобувач самостійно проводила дослідження впливу генотоксичних пестицидів на біологічну активність ґрунту і брала участь у підготовці публікації до друку).