1
МИКРОБИОЛОГИЯ ИНСТИТУТИ ВА ЎЗБЕКИСТОН МИЛЛИЙ
УНИВЕРСИТЕТИ ҲУЗУРИДАГИ ИЛМИЙ ДАРАЖАЛАР БЕРУВЧИ
DSc.27.06.2017.B.38.01 РАҚАМЛИ ИЛМИЙ КЕНГАШ
ЎЗБЕКИСТОН МИЛЛИЙ УНИВЕРСИТЕТИ
МУРОДОВА САЙЁРА СОБИРОВНА
МАҲАЛЛИЙ РИЗОБАКТЕРИЯЛАР ШТАММЛАРИ АСОСИДА
ҒЎЗАНИНГ СТРЕСС ШАРОИТЛАРГА ЧИДАМЛИЛИГИНИ
ОШИРУВЧИ ЯНГИ РАҚОБАТБАРДОШ МИКРОБ
ПРЕПАРАТЛАРИНИ ЯРАТИШ ВА УЛАРНИНГ АМАЛИЙ
АҲАМИЯТИНИ БАҲОЛАШ
03.00.12 – Биотехнология
БИОЛОГИЯ ФАНЛАРИ ДОКТОРИ БЎЙИЧА ФАН ДОКТОРИ (DSc)
ДИССЕРТАЦИЯСИ АВТОРЕФЕРАТИ
Тошкент – 2018
2
УДК: 661.461.2.7:631.86/87 0-637.52
Фан доктори (DSc) диссертацияси автореферати мундарижаси
Оглавление автореферата диссертации доктора наук (DSc)
Contents of dissertation abstract of doctor of science (DSc)
Муродова Сайѐра Собировна
Маҳаллий ризобактериялар штаммлари асосида ғўзанинг стресс
шароитларга чидамлилигини оширувчи янги рақобатбардош микроб
препаратларини яратиш ва уларнинг амалий аҳамиятини баҳолаш..……...…
3
Муродова Сайѐра Собировна
Создание новых конкурентоспособных микробных препаратов на основе
местных штаммов ризобактерий повышающих устойчивость хлопчатника к
стрессовым условиям и оценка их практического значения.…………………
27
Murodova Sayyora Sobirovna
The creation of new competitive microbial preparations of cotton plant based on
local rhizobacteria strains that increase a resistance to stress conditions and
studying their practical importance……………………...…...……………………
55
Эълон қилинган ишлар рўйхати
Список опубликованных работ
List of published works………………………………………………………….....
79
3
МИКРОБИОЛОГИЯ ИНСТИТУТИ ВА ЎЗБЕКИСТОН МИЛЛИЙ
УНИВЕРСИТЕТИ ҲУЗУРИДАГИ ИЛМИЙ ДАРАЖАЛАР БЕРУВЧИ
DSc.27.06.2017.B.38.01 РАҚАМЛИ ИЛМИЙ КЕНГАШ
ЎЗБЕКИСТОН МИЛЛИЙ УНИВЕРСИТЕТИ
МУРОДОВА САЙЁРА СОБИРОВНА
МАҲАЛЛИЙ РИЗОБАКТЕРИЯЛАР ШТАММЛАРИ АСОСИДА
ҒЎЗАНИНГ СТРЕСС ШАРОИТЛАРГА ЧИДАМЛИЛИГИНИ
ОШИРУВЧИ ЯНГИ РАҚОБАТБАРДОШ МИКРОБ
ПРЕПАРАТЛАРИНИ ЯРАТИШ ВА УЛАРНИНГ АМАЛИЙ
АҲАМИЯТИНИ БАҲОЛАШ
03.00.12 – Биотехнология
БИОЛОГИЯ ФАНЛАРИ ДОКТОРИ БЎЙИЧА ФАН ДОКТОРИ (DSc)
ДИССЕРТАЦИЯСИ АВТОРЕФЕРАТИ
Тошкент – 2018
4
Фан доктори (DSc) диссертацияси мавзуси Ўзбекистон Республикаси Вазирлар
Маҳкамаси ҳузуридаги Олий аттестация комиссиясида B2017.1.DSc/B24 рақам билан
рўйхатга олинган.
Диссертацияси Ўзбекистон Миллий университетида бажарилган.
Диссертация автореферати уч тилда (ўзбек, рус, инглиз (резюме)) Илмий кенгаш веб-
саҳифаси (info@microbio.uz) ҳамда «ZiyoNet» ахборот-таълим портали (www.ziyonet.uz)
манзилларига жойлаштирилган.
Илмий маслаҳатчи:
Давранов Қахрамон Давранович
биология фанлари доктори, профессор
Расмий оппонентлар:
Исмаилов Зафар Файзуллаевич
биология фанлари доктори
Хашимова Нигора Рустамовна
биология фанлари доктори
Хўжамшукуров Нортожи Абдухолиқович
биология фанлари доктори
Етакчи ташкилот:
Генетика ва ўсимликлар экспериментал
биологияси институти
Диссертация ҳимояси Микробиология институти ва Ўзбекистон Миллий университети ҳузуридаги
DSc.27.06.2017.B.38.01 рақамли Илмий кенгашнинг 2018 йил «_»________соат 10:00 даги мажлисида бўлади
(Манзил: 100128, Тошкент ш., Шайхонтоҳур тумани, А Қодирий кўчаси 7 б-уй, Микробиология институти
мажлислар зали. Тел.: (+99871) 241-92-28, (+99871) 241-71-98, факс: (+99871) 241-92-71.
Диссертация билан Микробиология институти Ахборот-ресурс марказида танишиш мумкин (___
рақами билан рўйхатга олинган). (Манзил: 100128, Тошкент ш., Шайхонтоҳур тумани, А Қодирий кўчаси 7
б-уй, Микробиология институти маъмурий биноси, 3-қават, Тел.: (+99871) 241-92-28, (+99871) 241-71-98).
Диссертация автореферати 2018 йил «__» ________тарқатилди.
2018 йил «_____» _____________ рақамли реестр баѐнномаси
Т.Ф.Арипов
Илмий даражалар берувчи илмий кенгаш
раиси, б.ф.д., профессор, академик
З.Р.Ахмедова
Илмий даражалар берувчи илмий кенгаш
илмий котиби, б.ф.д., профессор
Т.Г.Гулямова
Илмий даражалар берувчи илмий кенгаш
қошидаги илмий семинар раиси, б.ф.д.,
профессор
5
КИРИШ (фан доктори (DSc) диссертацияси аннотацияси)
Диссертация мавзусининг долзарблиги ва зарурати
. Дунѐда
суғориладиган ҳудудлардаги иккиламчи шўрланишга учраган майдонларнинг
кенгайиши қишлоқ хўжалиги экинларидан олинадиган ҳосилнинг кескин
камайиши тупроқ шўрланишини олдини олиш ва айниқса экинларни шўрга
чидамлилигини оширишда янги самарадор биотехнологик усулларни ишлаб
чиқишни талаб этмоқда. Бу ўринда, айниқса, турли тупроқ шўрланиши
шароитларида яшашга мослашган ризобактериялар алоҳида аҳамиятга эга
бўлиб, уларни ўсимликларни шўрга чидамлилигини оширишдаги
биотехнологик потенциалини баҳолаш ва ризобактериялар асосида
рақобатбардош микроб препаратларини яратиш долзарб муаммолардан бири
ҳисобланади.
Жаҳонда қишлоқ хўжалиги ишлаб чиқариши «ўсимлик-тупроқ-
микроорганизм» тизимидаги ички биотик боғланишларни аниқлаш асосида
микроб гуруҳларини қишлоқ хўжалик экинлари ҳосилдорлигини ошириш,
ўсимликларни ўсиши ва ривожланишини тезлаштириш ҳамда турли стресс
омилларга чидамлилигини ошириш амалиѐтига кенг жалб этишни тақозо
этмоқда. Айниқса, сўнгги йилларда замонавий қишлоқ хўжалиги
биотехнологияси амалиѐтида шўрланган шароитда ўсимликларнинг ўсиши ва
ривожланишини жадаллаштирувчи илдиз атрофи бактерияларига алоҳида
эътибор қаратилди. Шўрга чидамли ризобактерияларнинг стимуляторлик,
фунгицидлик, бактериоцидлик ва фитостимуляторлик хусусиятлари
маҳаллий ризобактерия штаммлари асосида қишлоқ хўжалиги экинларининг
турли ноқулай шароитларга чидамлилигини оширувчи биопрепаратларни
яратиш ва улар самарадорлигини оширишни белгилаб беради. Шунга кўра,
турли шўрланиш типларида яшашга мослашган ризобактерияларнинг
скрининги ва синергетик самарага эга турларининг мувофиқлигини тадқиқ
этиш, комплекс таъсирга эга бўлган маҳаллий ризобактериялар штаммлари
асосида ўсимликларни стресс омилларига чидамлилигини оширувчи
препаратлар ишлаб чиқариш илмий-амалий аҳамият касб этади.
Ҳозирги кунда Ўзбекистонда қишлоқ хўжалигини модернизация қилиш
учун, жумладан, ғўза экин майдонларини кенгайтирмаган ҳолда ундан
олинадиган ҳосил миқдори ва сифатини оширишга алоҳида эътибор
қаратилди. Бу борада, жумладан, ғўзанинг шўрланиш ва сувсизликка
чидамли бўлган янги навларини яратиш соҳасида муҳим натижаларга
эришилди.
Шу
билан
бирга,
республикамизнинг
суғориладиган
ҳудудларидаги иккиламчи шўрланишга учраган майдонларда ғўзадан юқори
ҳосил олиш самарадорлигини ошириш учун, жумладан, биотехнологик-
инновация усуллари орқали ғўзанинг шўрга чидамлилигини оширувчи янги
рақобатбардош микроб препаратларини яратиш ва уларни амалий
аҳамиятини баҳолаш бўйича илмий асосланган натижалар талаб этилмоқда.
Ўзбекистон Республикасини янада ривожлантириш бўйича Ҳаракатлар
6
стратегиясида
1
«... қишлоқ хўжалиги ишлаб чиқаришига замонавий ресурс
тежамкор агротехнологияларни кенг жорий этиш» вазифалари белгилаб
берилган. Мазкур вазифаларни амалга ошириш, жумладан, тупроқ шўрланиш
яшашга мослашган маҳаллий ризобактериялар ва улар фаол штаммларининг
биотехнологик препаратлар ишлаб чиқаришдаги потенциалини аниқлаш,
ризобактериялар штаммлари асосида ғўзанинг стресс шароитларга
чидамлилигини оширувчи янги рақобатбардош микроб препаратларини
яратиш муҳим масалалардан бири ҳисобланади.
Ўзбекистон Республикаси Президентининг 2017 йил 7 февралдаги ПФ-
4947-сон «Ўзбекистон Республикасини янада ривожлантириш бўйича
Ҳаракатлар стратегияси тўғрисида»ги Фармони, Ўзбекистон Республикаси
Президентининг 2015 йил 29-декабрдаги ПҚ-2460-сон «2016-2020 йилларда
қишлоқ хўжалигини янада ислоҳ қилиш ва ривожлантириш чора-тадбирлари
тўғрисида»ги ҳамда мазкур фаолиятга тегишли бошқа меъѐрий-ҳуқуқий
ҳужжатларда белгиланган вазифаларни амалга оширишга ушбу диссертация
тадқиқоти муайян даражада хизмат қилади.
Тадқиқотнинг республика фан ва технологиялари ривожланиши-
нинг устувор йўналишларига мослиги
. Мазкур тадқиқот республика фан
ва технологиялар ривожланишининг V. «Қишлоқ хўжалиги, биотехнология,
экология ва атроф-муҳит муҳофазаси» устувор йўналишига мувофиқ
бажарилган.
Диссертация мавзуси бўйича халқаро илмий тадқиқотлар шарҳи
2
.
Шўрланган тупроқ шароитида ўсимликлар ҳосилдорлигини ошириш учун
микроорганизмлар фаолиятидан фойдаланишга йўналтирилган илмий
изланишлар дунѐнинг етакчи илмий марказлари ва олий таълим
муассасалари, жумладан, West Virginia University Organic Research, (АҚШ),
Crop Development Centre at the University of Saskatchewan (Канада),
Manufactured by ABiTEP GmbH Glienicker Weg Berlin (Германия), NIN Co.
Ltd. (Шимолий Корея), Kyushyu University (Япония) ҳамда Микробиология
институти (Ўзбекистон) да олиб борилмоқда.
Ризобактерия штаммлари асосида рақобатбардош микробли препаратлар
ишлаб чиқаришга оид жаҳонда олиб борилган тадқиқотлар натижасида,
жумладан, қуйидаги илмий натижалар олинган: аэроб ва анаэроб
микроорганизмларнинг энг фаол турларини бирлаштириб, самарали
микроорганизмлар асосида ―ЭМ технология‖ яратилган (Kyushyu University,
Япония); «ўсимлик-тупроқ-микроорганизм» муносабатларини тизимли
тадқиқ этиш натижасида ризобактериялардан ўсимликларни ўсиши ва
ривожланишини жадаллаштирувчи ҳамда биологик назорат қилиш воситаси
сифатида кўпгина кимѐвий препаратларга нисбатан экологик хавфсизлиги,
арзонлиги жиҳатидан устунликка эга эканлиги асосланган (Leiden University,
1
Ўзбекистон Республикаси Президентининг 2017 йил 7 февралдаги ПФ-4947-сон «Ўзбекистон Республикасини янада
ривожлантириш бўйича Ҳаракатларстратегияси тўғрисида» ги Фармони.
2
Диссертация мавзуси бўйича хорижий илмий тадқиқотлар шарҳи http://creativecommons.org/licenses/by-nc-
nd/http://dx.doi.org/10.1016/j.soilbio.2014.10.020;
epa.gov/apex/pesticides/;
http://www.bioag.com.au; http://www.BioSci.comва бошқа манбалар асосида ишлаб чиқилган.
7
Нидерландия);
ризобактериялар
асосида
биопрепаратлар
яратилган
Manufactured by ABiTEP GmbH Glienicker Weg Berlin (Германия); қишлоқ
хўжалик экинлари ҳосилдорлиги ва тупроқ унумдорлигини оширишда
микроб биотехнологияларидан фойдаланишнинг истиқболли йўллари ишлаб
чиқилган (Микробиология институти, Ўзбекистон).
Дунѐда стресс омилларга чидамли биопрепаратлар олиш бўйича бир
қатор, жумладан, қуйидаги устувор йўналишларда тадқиқотлар олиб
борилмоқда: агрономик фойдали микроорганизмлар штаммлари асосида
микроб комплексларини шакллантириш; экологик тоза маҳсулотлардан
биопрепаратлар ишлаб чиқариш технологиясини яратиш, ишлаб чиқариш
шароитларини оптималлаштириш ҳамда муайян тупроқ шароитлари ва
агроиқлимга мослаштириш; ўсимликларни биологик ҳимоя қилиш билан
бирга тупроқда кечадиган жараѐнларга йўналтирилган таъсир этишини ва
бозор иқтисодиѐти шароитида препаратларнинг рақобатбардошлигини
таъминлаш ва.
Муаммонинг
ўрганилганлик
даражаси.
Ризобактерияларни
ўсимликларни ўсиши ва ривожланишини тезлаштириш, турли хилдаги ташқи
таъсирлардан, касалликлардан ҳимоя қилиш ва етиштириладиган ҳосилнинг
сифатини яхшилашда қўллашга қаратилган тадқиқотлар қатор хориж
олимлари Alizadeh O. & et al. (2012), Jungwook Yang & et al. (2008), Ahmad F.
& al. (2011), Pereg L. & McMillan M (2015) ишларида келтирилган. Уларда
пахтачилик соҳаси учун мўлжалланган ризобактериялар асосида яратилган
(Kodiak, Ascend/BuRIZE, PIX PLUS, Deny, Intercept, SoilGard, Contans WG,
Afla-Guard, BioAg Soil and Seed) микробиологик воситаларнинг номлари ҳам
қайд этилган.
МДҲ давлатларининг олимларидан И.А Тихонович ва бошқ. (2005),
Чеботарь ва бошқ. (2007), А.М.Боронин (1998), В.Ф. О.Н.Логинов (2005),
ризобактериялар асосидаги биопрепаратлар билан қишлоқ хўжалик
экинларига ишлов бериш, ўсимликларни фитопатогенлардан ҳимоя қилиш,
ўсиши ва ривожланишини жадаллаштириш, тупроқ шароитига мослашиши,
тупроқ таркибидан олиб чиқиб кетиладиган озуқа моддалари миқдорининг
камайиши ва оқибатда азот, фосфор, калий каби элементлар заҳирасининг
сақланиб қолинишига эришиш имконияти мавжудлиги исботлаб берилган.
Шу каби тадқиқотлар мамлакатимиз олимларидан Қ.Давранов (2013),
С.М.Ходжибаева (2012), Г.Д.Золотилина, (2011), З.Р.Ахмедова (2008),
Г.И.Джуманиязова (2012), Нарбаева Х.С. (2016) ва бошқалар томонидан олиб
борилган. Аммо, ризобактериялар асосида комплекс биопрепаратлар ишлаб
чиқаришда бир қатор омилларнинг, яъни биопрепарат қўлланиладиган
мақсаддаги ўсимликни ўсиши ва ривожланишини таъминлайдиган
ризобактерияларни танлаб олишдан бошлаб, уларнинг шўрланишга ва
фитопатогенларга чидамлилик механизмлари, тупроқ типи, маҳаллий микроб
ҳамжамоалари, атроф муҳит шароити, экин зичлиги, ташувчиларнинг
яроқлилиги, тупроққа ишлов бериш, экинни етиштириш тизимига
мувофиқлиги, нав хусусиятларига мослиги, лаборатория регламенти, саноат
8
ва ярим саноат миқѐсида ишлаб чиқаришнинг технологик шароитларини,
тижоратлаштириш шартларини инобатга олиб, чуқур тадқиқотлар олиб
борилмаган.
Шу нуқтаи назардан, турли хил ризобактерияларнинг фойдали
хусусиятлари асосида, илмий асосланган шўрланган тупроқларда микроб
препаратларини ишлаб чиқариш технологияларини ишлаб чиқиш ва
амалиѐтга жорий этиш масаласи долзарб, илмий-амалий аҳамиятга эгадир.
Диссертация мавзусининг диссертация бажарилган олий таълим
муассасасининг илмий-тадқиқот ишлари билан боғлиқлиги.
Диссертация
тадқиқоти Ўзбекистон Миллий Университетининг илмий-тадқиқот ишлари
режасининг ИД-7-7-«Тупроқ жараѐнларини фаоллаштиргични олиш
технологияси»
(2005-2006),
И-2012-30-«Қишлоқ
хўжалик
экинлари
ҳосилдорлигини ва тупроқ унумдорлигини ошириш мақсадида янги
микробиологик препаратлардан фойдаланиш технологиясини жорий этиш»
(2012-2013),
ИОТ-2013-5-32-«Шўрланган
тупроқлар
унумдорлигини
оширишда «Замин» микробли композициясини қўллаш ва унинг саноат
намунасини Давлат кимѐ комиссияси рўйхатидан ўтказиш» (2013-2014)
мавзуларидаги инновация лойиҳалар доирасида бажарилган.
Тадқиқотнинг мақсади
маҳаллий ризобактериялар штаммлари
асосида ғўзанинг стресс шароитларга чидамлилигини оширувчи янги
рақобатбардош микроб препаратларини яратиш ва уларнинг амалий
аҳамиятини баҳолашдан иборат.
Тадқиқотнинг вазифалари
:
шўрланишнинг хлорид-сульфатли ва сульфатли шароитларида яшашга
мослашган ризобактериялар скрининги, идентификацияси ва фаол
штаммларнинг биотехнологик потенциалини аниқлаш;
ризобактерияларнинг
синергетик
самарага
эга
турларининг
мувофиқлигини тадқиқ этиш;
ноқулай ташқи муҳит шароитларига чидамли полифункционал
биопрепаратнинг
асосини
ташкил
этувчи
ризобактерияларнинг
стимуляторлик, фунгицидлик, бактериоцидлик хусусиятларини аниқлаш;
юқори даражада фитостимуляторлик фаоллигига эга бўлган
ризобактериялар асосида комплекс ассоциатив тизимни шакллантириш
технологиясини ишлаб чиқиш;
комплекс таъсирга эга бўлган маҳаллий ризобактериялар штаммлари
асосида
стрессга
чидамли
рақобатбардош
препаратлар
тайѐрлаш
технологиясини яратиш;
ғўза билан қисқа ротацион тизимли алмашлаб экиш учун мош
ўсимлиги илдиз тугунак бактерияларининг симбиотик фаол штаммлари
асосида биопрепарат олиш технологиясини ишлаб чиқиш;
ғўзанинг стресс шароитларга чидамлилигини оширувчи янги
биопрепаратларнинг ишлаб чиқариш синовларини ўтказиш ва иқтисодий
самарадорлигини баҳолаш.
Тадқиқотнинг объекти
турли даражада шўрланган тупроқларда
9
ўстирилган ғўза ризосферасидан ажратиб олинган
Bacillaceae
ва
Pseudomonadaceae,
Rhizobiaceae
оилаларига
кирувчи
ризосфера
бактериялари, кучсиз, ўртача, кучли даражада шўрланган ва шўрланмаган
ўтлоқи-бўз, бўз ўтлоқи, ўтлоқи тупроқлар, биологик ўғитлар, ғўза (
Gossypium
hirsutum L.
) нинг C6524, Ан-Боѐвут-2, Андижон 37, Бухоро 6, С4727 навлари
ҳамда Жарқўрғон СП-1303, Т-1304, Т-1305, О-393-400/14, О-373-374/14, О-
329-336/14, О-222-223/14, О-383-384/14, О-26/14, О-21-22/14, О-31-32/14 нав,
тизма ва оилалари.
Тадқиқотнинг предмети
ғўза ризосферасида самарали фаолият
юритувчи бактерия штаммларини ажратиш ва улар асосида янги таркибга
эга бўлган микробли препаратларни шакллантириш ва уларнинг шўрланган
тупроқларда ғўза ўсимлигининг ўсиши ва ривожланишига таъсирини ҳамда
касалликларини биологик назорат қилувчи омилларини аниқлаш.
Тадқиқотнинг усуллари
. Тадқиқот жараѐнида биотехнологик,
микробиологик,
биокимѐвий,
молекуляр-биологик,
биокимѐвий,
фотоколорометрик,
хромато-масс-спектрофотометрик,
агрокимѐвий,
фенологик, биометрик ва статистик усуллардан фойдаланилди.
Тадқиқотнинг илмий янгилиги
қуйидагилардан иборат:
скрининглар асосида ғўза ризосферасидан хлоридли ва сульфатли
шўрланишга (200мМ гача) чидамли штаммлари танлаб олинган;
морфологик-културал, физиологик-биокимѐвий ва 16S рРНК таҳлиллари
асосида
шўрланишга
чидамли
ризобактерияларнинг
маҳаллий
штаммларининг
Bacillus subtilis, Bacillus megaterium
ва
Pseudomonas stutzeri
турларига мансуб эканлиги аниқланган;
танлаб олинган ризобактериялар
Pseudomonas stutzeri
СКБ 308
штаммида 55,0 м.ж.н.,
Bacillus subtilis
СКБ 309 штаммида 13,3; 30 ва 48,5
м.ж.н;
B.megaterium
СКБ 310 штаммида 23,1 м.н.ж. ҳамда ўлчамга эга йирик
плазмид ДНК лари мавжудлиги аниқланган;
стресс шароитда (pH-9,0)
Pseudomonas stutzeri
СКБ 308
, Bacillus subtilis
СКБ 309ва
Bacillus megaterium
СКБ 310 штаммлари мос равишда 19,4±0,79;
20,7±1,01; 17,74±0,85 мкг/мл миқдорда индолил-3-сирка кислотаси (ИСК)
синтез қилиши очиб берилган;
Pseudomonas stutzeri
СКБ 308 штаммининг кучли антагонистик
фаолликка бўлган эга оралиқ бирикма
1-бром-2-фталимидэтан
синтез
қилиши аниқланган;
ризобактерияларнинг ғўза ўсимлиги билан ўзаро мутуалистик
муносабатга киришишдаги синергетик механизми асосланган;
маҳаллий ризобактериялар
Bacillus subtilis, Bacillus megaterium
ва
Pseudomonas stutzeri
штаммларининг Сl
-
ва SO
4
2-
ионларига чидамлилик ва
антагонистик фаоллик механизмлари аниқланган;
«Замин-М» биопрепаратининг ғўза экинида учрайдиган асосий
фитопатоген микробларга (
Fusarium
sp.,
Xanthomonas comprestris
pv.
malvacearum
,
Fusarium oxysporum
f. sp.
vasinfectum
,
Botrytis cineria
ва
Verticillium dahliae
) қарши курашиш имконияти мавжудлиги асосланган;
10
комплекс таъсирга эга бўлган суюқ ва қуруқ ҳолатдаги биопрепаратлар
ишлаб чиқариш биотехнологияси яратилган;
илк бор ризобактерияларни шўрланишга чидамли
Bacillus subtilis
СКБ
309
, Bacillus megaterium
СКБ 310 ва
Pseudomonas stutzeri
СКБ 308
штаммларини сақлаш, ўстириш ҳамда фойдаланиш шароитида ўзаро
рақобатсиз муносабатга эга ассоциатив тузилмаси ишлаб чиқилган.
Тадқиқотнинг амалий натижалари
қуйидагилардан иборат:
Bacillus subtilis
СКБ 309
, Bacillus megaterium
СКБ 310 ва
Pseudomonas
stutzeri
СКБ 308 штаммлари асосида комплекс таъсирга эга бўлган ―Замин-
М‖ биопрепарати, уни ишлаб чиқаришнинг лаборатория, ярим саноат ва
саноат регламентлари яратилган;
полифункционал,
рақобатбардошлик
ва
тупроқ
шўрланиши
шароитларида кучли яшовчанлик хусусиятларига эга бўлган ―Замин-М‖ ва
―Микробли ўғит‖ биопрепаратларини ишлаб-чиқариш технологияси
яратилган;
ғўзанинг стресс шароитларга чидамлилигини оширувчи «Замин-М» ва
«Микробли ўғит» биопрепаратларининг тажриба-синов намуналари ишлаб
чиқилган ва қишлоқ хўжалик амалиѐтига жорий этилган;
тупроқ ферментатив фаоллиги ва фойдали микроорганизмлар
популяцияси
тараққиѐтига
самарали
таъсирга
эга
―Замин-М‖
биопрепаратининг тупроқ унумдорлигини ошириши исботлаб берилган;
―Замин-М‖ ва ―Микробли ўғит‖ биопрепаратлари шўрланган
шароитларда ғўза етиштириш амалиѐтига янги стимулятор восита сифатида
тақдим этилган;
маҳаллий биологик препаратлардан қишлоқ хўжалигида фойдаланиш
агротехникаси ҳамда ишлаб чиқаришга оид тавсиялар яратилган;
«Замин-М» комплекс биологик препарати ЎзР Давлат Кимѐ комиссияси
томонидан қишлоқ хўжалигида фойдаланиш учун рухсат этилган
агрохимикатлар ва пестицидлар рўйхатига киритилган (№1А1005-сон
гувоҳномаси).
Тадқиқот натижаларининг ишончлилиги.
Тадқиқот натижаларининг
ишончлилиги назарий жиҳатдан ва тажриба йўли билан расмий манбалар
асосида фойдаланилганлиги ва замонавий тадқиқот усуллари ѐрдамида
тасдиқланганлиги,
экспериментал
маълумотларга
статистик
ишлов
берилганлиги, хато, ўртача, ишончлилик интерваллари, стандарт чекланишни
ҳисоблаш
Statview 5.0 for Windows
компьютер дастури ва
Anova
дастурий
пакети асосида стандарт методлар ѐрдамида олиб борилганлиги ҳамда ишлаб
чиқариш амалиѐтида баҳоланганлиги билан изоҳланган.
Тадқиқот натижаларининг илмий ва амалий аҳамияти.
Тадқиқот
натижаларининг илмий аҳамияти ғўза ризосферасидан хлорид ва сульфатли
шўрланишга
чидамли
маҳаллий
штаммлари
ажратилиб,
классификацияланганганлиги
(
Bacillus
subtilis,
Bacillus
megaterium,
Pseudomonas stutzeri
), ризобактерияларнинг ғўза ўсимлиги билан ўзаро
мутуалистик муносабатга киришишдаги синергетик механизмларини асослаб
11
берилганлиги, шўрга чидамли ризобактериялар асосида яратилган
биопрепаратининг ғўза экинининг асосий фитопатогенларига қарши
курашиш имкониятини исботлаб берилганлиги билан изоҳланади.
Тадқиқот натижаларининг амалий аҳамияти фермер хўжаликлари ишлаб
чиқариш ҳажмини ошириш ва жадал ривожлантириш мақсадида, экологик
тоза, арзон ва самарали технология сифатида шўрланган тупроқларда
самарали фаолиятга эга маҳаллий ризобактерия штаммларидан ташкил
топган «Замин-М» биопрепарати Жиззах, Бухоро, Тошкент вилоятларида
ҳамда Қорақалпоғистон Республикасида қишлоқ хўжалиги амалиѐтига жорий
этилганлиги
билан
белгиланади.
Мазкур
агроэкобиотехнологиядан
фойдаланиш, тупроқ унумдорлигини яхшилаш ҳамда юқори сифатли ғўза
етиштириш технологиясини такомиллаштиришга хизмат қилади.
Тадқиқот
натижаларининг
жорий
қилиниши.
Маҳаллий
ризобактериялар штаммлари асосида ғўзанинг стресс шароитларга
чидамлилигини оширувчи янги рақобатбардош микроб препаратларини
яратиш ва уларнинг амалий аҳамиятини баҳолаш юзасидан олинган илмий
натижалар асосида:
шўрланган тупроқлар унумдорлигини оширувчи микроорганизмлар
ассоциацияси учун Ўзбекистон Республикаси Интеллектуал мулк
агентлигининг ихтирога патенти олинган (№IAP 05254. 16.01.2014).
Натижада микроорганизмлар ассоциацияси шўрланган тупроқлар шароитида
қишлоқ хўжалик экинлари учун қўлланиладиган «Замин-М» биопрепаратини
олиш имконини берган;
«Замин-М» препарати Давлат Кимѐ комиссияси томонидан «Ўзбекистон
Республикаси қишлоқ хўжалигида 2015-2019 йиллар давомида ишлатиш
учун рухсат этилган пестицидлар ва агрохимикатлар рўйхати» га киритилган
(№1А1005; №5.11.155; 23.01.2015). Биопрепарат Бухоро вилояти Жондор
тумани ғўзанинг вилт касаллиги билан юқори даражада зарарланган
шўрланган майдонларида қўлланилганда 1,8 ц/га қўшимча ҳосил олиш
имконини берган;
«Замин-М» биопрепарати Қорақалпоғистон Республикаси ҳамда Жиззах
ва Бухоро вилоятлари пахта майдонларига жорий қилинган (Ўзбекистон
Республикаси Қишлоқ ва сув хўжалиги вазирлигининг 2016 йил 29 ноябрдаги
02/20-1260-сон
маълумотномаси). Натижада тупроқнинг шўрланиш
даражасига боғлиқ ҳолда ғўзадан гектарига 7,0; 5,4 ва 1,8 ц қўшимча ҳосил
олиш имконини берган;
тупроқ унумдорлигини оширишда комплекс микробли препаратлардан
фойдаланиш натижалари асосида «600000 – қишлоқ хўжалиги ва сув
хўжалиги»
билим
соҳаси
талабалари
учун
«Қишлоқ
хўжалик
биотехнологияси» дарслиги чоп этилган (26.02. 2009 й. 046-сон
гувоҳномаси). Натижада агрокимѐ ва тупроқшунослик, мева-сабзавотчилик,
биотехнология йўналишлари бакалавр ва магистр талабаларини қишлоқ
хўжалиги экинларини стресс омилларга чидамлилигини оширишнинг
12
биотехногик асослари ва амалиѐтда ундан фойдаланиш бўйича билим ва
кўникмаларга эга бўлиш имконини берган.
Тадқиқот
натижаларининг
апробацияси.
Мазкур
тадқиқот
натижалари 15 та халқаро ва 8 та республика илмий-амалий анжуманларида
муҳокамадан ўтказилган.
Тадқиқот натижаларининг эълон қилиниши.
Диссертация мавзуси
бўйича 1 та ихтиро патенти олинган, жами 42 та илмий ишлар чоп этилган,
шулардан, 14 таси Ўзбекистон Республикаси Олий аттестация комиссияси
докторлик диссертациялари асосий илмий натижаларини чоп этишга тавсия
этилган илмий нашрларида, жумладан, 11 таси республика ва 3 таси хорижий
илмий журналларда нашр этилган.
Диссертациянинг тузилиши ва ҳажми.
Диссертация таркиби кириш,
олтита боб, хулоса, фойдаланилган адабиѐтлар рўйхати ҳамда иловалардан
иборат. Диссертациянинг ҳажми 190 бетни ташкил этган.
ДИССЕРТАЦИЯНИНГ АСОСИЙ МАЗМУНИ
Кириш
қисмида ўтказилган тадқиқотларнинг долзарблиги ва зарурати
асосланган, тадқиқотнинг мақсади ва вазифалари, объект ва предметлари
тавсифланган, Республика фан ва технологиялари ривожланишининг устувор
йўналишларига мослиги кўрсатилган, тадқиқотнинг илмий янгилиги ва
амалий натижалари баѐн қилинган, олинган натижаларнинг илмий ва амалий
аҳамияти очиб берилган, тадқиқот натижаларини амалиѐтга жорий қилиш,
нашр этилган ишлар ва диссертациянинг тузилиши бўйича маълумотлар
келтирилган.
Диссертациянинг
«
Ризосфера
микроорганизмларидан
биопрепаратлар сифатида фойдаланиш масаласини ўрганишнинг
хорижий илмий адабиѐтлар асосидаги замонавий ҳолати
» деб номланган
биринчи бобида ризосфера микроорганизмларидан биопрепаратлар сифатида
фойдаланишни муаммосини ўрганишнинг замонавий ҳолати ва амалий
аҳамияти, ризосфера микроорганизмларини қўллаш орқали тупроқ
унумдорлигини оширишнинг назарий асослари, ризобактерияларнинг
биоўғит, фитостимулятор ва бионазорат воситаси сифатидаги ўрни,
ўсимликларда,
жумладан,
ғўзада
касаллик
қўзғатувчи
асосий
фитопатогенлар, уларга қарши курашда ризобактерияларнинг аҳамияти,
шунингдек, пахтачиликда қўлланиладиган микробли ўғитлар, PGPR
асосидаги
пахтачилик
учун
тижоратлаштирилган
маҳсулотлар,
ўсимликларнинг шўрга чидамлилик механизмлари ва уларнинг амалий
аҳамияти, турли таксономик ва физиологик гуруҳларга мансуб
микроорганизмларнинг интеграллашган ҳаѐт фаолияти таҳлил қилинган,
агрономик фойдали микроорганизмлар штаммлари асосида микроб
комплексларини шакллантириш зарурияти ва уларнинг тупроқда кечадиган
жараѐнларга йўналтирилган таъсир этишига оид маълумотлар келтирилган.
Диссертациянинг иккинчи бобида «
Ўсимликларнинг ўсишини ва
ривожланишини
жадаллаштирувчи
микроорганизмлар
асосида
13
биопрепарат ишлаб чиқариш усуллари
»ризобактерияларни ажратиб олиш,
морфологик-културал, физиологик-биокимѐвий хусусиятларини ўрганиш,
озуқа
муҳити
таркибини
шакллантириш
ва
оптималлаштириш,
микроорганизмларнинг биоиндикацияси, антагонистик фаоллигини ўрганиш,
плазмид
ДНК
сини
ажратиб
олиш,
хромато-масс-спектрометрия,
микроорганизмларнинг мувофиқлигини ўрганиш, лаборатория ва дала
тажрибларини ўтказиш, режалаштириш ва таҳлил қилиш, тупроқ
таркибидаги тузлар миқдорини ва шўрланиш даражасини аниқлаш ҳамда
иқтисодий самарадорликни аниқлаш усуллари ѐритилган.
Диссертациянинг «
Шўрланиш стресси шароитига чидамли
полифункционал биопрепаратлар ишлаб чиқаришнинг биотехнологик
асослари
»учинчи бобида турли даражада шўрланган суғориладиган
тупроқлардаги микроорганизмларнинг биоиндикацияси ўрганилган бўлиб,
асосий микроб гуруҳларининг вариабеллиги тўғрисидаги маълумотлар
келтирилган. Кучли шўрланган тупроқларнинг ҳайдалма қатламида кучсиз
шўрланган
тупроқларга
нисбатан
аммонификаторлар
1,4
марта,
нитрификаторлар 3,18 марта, денитрификаторлар 2,8 марта, азотфиксаторлар
2,6 марта, аэроб целлюлозапарчаловчилар 3,5 марта, мой кислотали
бижғитувчи микроорганизмларнинг сони 2 марта кам бўлиши ва
микромицетлар сонининг 2 марта кўп бўлганлиги қайд этилган.
Шўрланиш стресси шароитида ғўза ўсимлигини ўсиши ва
ривожланишини стимулловчи маҳаллий ризобактерияларни 190 дан ортиқ
културалари орасидан 3 хили танлаб олиниб, уларнинг морфологик-
културал, физиологик-биокимѐвий хусусиятлари ва 16S рРНК таҳлиллари
асосида
Baсillus subtilis, Baсillus megaterium
ва
Pseudomonas stutzeri
турига
мансуб эканлиги идентификация қилинган ва биопрепарат ишлаб чиқариш
биотехнологияси учун истиқболли деб топилган.
Шўрланиш стресси шароитида ғўза ўсимлигини ўсиши ва
ривожланишини стимулловчи маҳаллий ризобактерияларнинг
P. stutzeri
СКБ
308,
B. subtilis
СКБ 309 ва
B.megaterium
СКБ 310 штаммлари ўзининг
физиологик ва биокимѐвий хусусиятларига кўра, кенг спектрдаги
элементларни ўзлаштира олиши, NaCl Na
2
SO
4
миқдорининг юқори 200 мМ
ли концентрациясига бардошлилиги билан ажралиб туриши ҳақидаги
маълумотлар таҳлил қилинган.
Олинган натижалар асосида, ғўза чигити бактеризацияси учун оптимал
концентрация алоҳида штаммлар учун 1х10
-7
КҲБ/мл бўлган суспензия
эканлиги, ризобактериялар ассоциациясида эса бу кўрсаткич 1х10
-9
КҲБ
/млга тенг эканлиги, уларнинг таъсирида уруғларнинг унувчанлиги 93,3% га
ортиши аниқланган ва келгуси тадқиқотлар учун айнан шу концентрацияли
бактериялар суспензияси мувофиқ келади, деган хулосага келинган.
Тадқиқотлар давомида ажратиб олинган ризобактерияларнинг
антагонистик фаоллиги ўрганилганда
, P.stutzeri
СКБ 308
штаммининг
фитопатогенларни тўхтатиш статик-зоналари
Verticillium dahliae
учун 30±0,3
мм,
Botrytis cineria
учун 25±0,4,
Fusarium
sp. учун 25±0,4 мм,
Xanthomonas
14
comprestris pv. malvacearum
учун 20±0,3,
Fusarium oxysporium f.sp.vasinfectum
учун 18±0,4 мм ни ташкил этиши аниқланган.
B.subtilis
СКБ 309
штаммининг
антагонистик фаоллиги
Verticillium dahliae
учун 28±0,2 мм,
Botrytis cineria
учун 20±0,3,
Fusarium sp.
учун 25±0,3мм,
Xanthomonas comprestris pv.
malvacearum
учун 20±0,6 мм,
Fusarium oxysporium f.sp.vasinfectum
учун
22±0,5 мм эканлиги қайд этилган.
B.megaterium
СКБ 310
штаммида ушбу
кўрсаткичларнинг мос равишда 28±0,6; 20±0,4; 22±0,3; 15±0,2 ва 16±0,3 мм га
тенг эканлиги аниқланган.
Фитопатогенларни тўхтатиш зоналарига кўра, ризобактерияларнинг
P.
stutzeri
СКБ 308,
B. subtilis
СКБ 309
ва
B.megaterium
СКБ 310
штаммлари
кейинги тадқиқотлар учун истиқболли бионазорат воситаси деб топилган ва
комплекс таъсирга эга микробиологик препаратни шакллантиришда асосий
манба сифатида танлаб олинган (1-жадвал).
1-жадвал
Ризобактерияларнинг баъзи бир фитопатогенларга нисбатан антагонистик
фаоллиги
Синалган
штаммлар
Фитопатогенларнингўсишини тўхтатиш зонаси (мм)
Verticilium
dahliaee
Botrytis
cinerea
Fusarium
sp.
Xanthomonas
campestris
pv.
Malvacearum
(Smith)
Fusarium
oxysporumf.
sp.
vasinfectum
P.stutzeri
30 ±0,3*
25±0,2
25±0,4
20±0,3
18±0,4
B.subtilis
28±0,2*
20±0,3
25 ±0,3*
20 ±0,6
22±0,5
B.megaterium
28±0,6*
20±0,4
22±0,3
15±0,2
16±0,3
Изоҳ: * - p≤0,05 да статистикаҳамиятли
Электрофоретик таҳлиллар натижасида
Pseudomonas stutzeri
СКБ
308
штаммида 55 м.ж.н.;
Bacillus subtilis
СКБ 309 штаммида 48,5,30,0 ва 13,3
м.ж.н. ва
Bacillus megaterium
СКБ
310 штаммида 23,1 ўлчамдаги плазмид
ДНКлари мавжудлиги аниқланган (1-расм).
1 – расм.
Ризобактерияларнинг
плазмид ДНКсини 1%ли
агарозали
гелдаги
электрофореграммаси.
1.
1-
Marker – Hyper III.
2.
Marker –λ+HindIII.
3.
B
acillus megaterium
СКБ 310
4.
Bacillus subtilis
СКБ 309
5.
Pseudomonas stutzeri
СКБ 308
Олинган тадқиқот натижалари асосида ва илмий адабиѐтларда
келтирилган маълумотлар кесимида, ўрганилган штаммларда шўрланишга
15
чидамли
orf4
и
orf5 оперонлари
(open reading frames –
orf
) бўлган генларни
сақловчи плазмидаларда эҳтимол аспартат ионлари транспортида иштирок
этувчи ѐки
asd-s
генлари мавжудлиги, бу эса уларнинг осмотолерантлигини
юзага чиқишида бевосита қатнашишлари натижасида ноѐб хусусиятларни
мужассамлашишига сабаб бўлишлари мумкин, деган хулосага келинган.
Ризобактерияларнинг
фиторегуляторлик
хусусияти
таҳлили
ўтказилганда,
Pseudomonаs stutzeri
СКБ 308
, Bacillus subtilis
СКБ 309
,
B.megeterium
СКБ 310 штаммларида ИСК (индолил сирка кислотаси) синтези
озуқа муҳитига берилган триптофан миқдорига боғлиқ эканлиги тажрибалар
натижасида аниқланган (2-жадвал).
Озуқа муҳити таркибига 0,1 мг/л триптофан берилганда,
Bacillus subtilis
СКБ 309 да 12,3±0,25
, P. stutzeri
СКБ 308
да
15,6±0,30,8,
B.megaterium
СКБ
310 да 18,35±0,33 мкг/л ИСК ажралиб чиқиб, 10 мг/г миқдордаги триптофан
юқори миқдордаги ИСК ажралишига сабаб бўлиши ва бунда
Bacillus subtilis
СКБ 309 штаммида 20,5±1,08,
P. stutzeri
СКБ 308 штаммида-21,7±0,42,
B.megeterium
СКБ 310 штаммида 19,76±1,08 мкг/л ни ташкил этган.
Олинган натижалар асосида триптофаннинг ушбу миқдори максимал
миқдорда ИСК синтезига сабаб бўлиши аниқланган.
2-жадвал.
Ажратиб олинган штаммларда ИСК синтези (мкг/л)
Озуқа муҳитига
берилган
триптофан
концентрацияси
Штаммлар
Bacillus subtilis
СКБ 309
Pseudomonаs
stutzeri
СКБ 308
Bacillus
megaterium
СКБ
310
0,1 мг/л
12,31± 0,25
15,7± 0,30
18,35±0,33
1,0 мг/л
17,76±0,20
16,86±0,23
15,54±0,39
10,0 мг/л
20,6±1,08*
21,7±0,42
19,76±1,08*
100 мг/л
11,28±0,28
16,36±0,41
18,12±0,24
Изоҳ:*- p≤0,05 да статистик аҳамиятли
Pseudomonаs stutzeri
СКБ 308
штаммида ИСК синтезини масс-спектрометрия
усулида ўрганиш давомида 160 пикда оралиқ бирикма сифатида
1-бром-2-
фталимидэтан
ажралиб чиққанлиги (2-расм), бу бирикма илмий адабиѐтлар
асосида таҳлил қилинганда, кучли антагонистик фаолликка эга бирикма
эканлиги аниқланган.
Фталимидларнинг кимѐ терапия амалиѐтида ишлатиладиган кенг
спектрдаги биологик фаол бирикма эканлиги ва табиатда РНК ѐки ДНК нинг
маҳсулоти бўлиши мумкинлигига оид маълумотлар асосида (Dodd et al. 2010)
Pseudomonаs
гуруҳи ризобактерияларининг иккиламчи метаболитлари
таркибида пиримидинларга хос бирикмалар синтези мавжудлигини
тасдиқловчи маълумотлар келтирилган (Mohamed et al. 2014).
16
2-расм.
P.
stutzeri
СКБ
3
08
штаммининг
масс-спектрометрик
таҳлили
(160
пикда
1-бром-2-
фталимидэтан
)
Микроорганизмларнинг ўзаро мувофиқ келишини ўрганиш учун
чорраҳавий экиш усулида бир-бирига нисбатан ўзаро антагонистик
фаолликка эга бўлмаган ва ягона тизимда биргаликда синергетик
муносабатга эга ризобактерияларни танлаб олинган.
Диссертациянинг IV боби ―М
икроорганизмлар ассоциациясидан
таркиб топган биопрепарат ишлаб чиқариш технологияси
‖ мавзусида
бўлиб, биопрепарат ишлаб чиқаришдаги асосий технологик параметрларни
ўрганишга бағишланган. Углевод манбаи сифатида ишлатилган сахароза,
глюкозадан фойдаланилганда юқори натижаларга эришилган бўлса ҳам (5-20
г/л), уларнинг қимматли компонентлар эканлиги, арзон компонент бўлган
меласса ва маҳаллий хом ашѐ, яъни тутчиликка ихтисослашган фермер
хўжаликларида тут меваларидан уруғ ажратиб олиш жараѐнида қоладиган
чиқиндисидан ҳам фойдаланишга ҳаракат қилинган. Бунинг учун
ипакчиликда экиладиган тут навларидан эмас, йўл ѐқаларида экиладиган
ҳашаки тутдан, яъни ипакчилик соҳасида умуман қўлланилмайдиган,
Республикамизнинг 4 та вилояти (Самарқанд вилояти, Фарғона, Сирдарѐ ва
Андижон вилояти) да тутчиликка ихтисослашган фермер хўжаликларида
йилига 100 кг уруғ олиш давридаги 10-15 тонна оқизиб юбориладиган
ширасидан фойдаланиш мумкинлиги ғояси илгари сурилган. Маҳаллий хом
ашѐ сифатида қўлланилган тут уруғини ажратиб олиш давридаги чиқиндиси
озуқа муҳитида таркибида тлаб этилган параметрларга яқин миқдорда
биомасса тўпланишига сабаб бўлиши акс эттирилган (3-расм).
17
Изоҳ: - p≤0,05 дастатистик аҳамиятли
3-расм.
Турли
хил
таркибдаги
озуқа
муҳитларининг
ризобактерияларнинг ўсишига таъсири.
Тадқиқотлар натижасида 3 хил ризобактерия учун ҳам мувофиқ
келадиган ризобактерияларни ўстириш учун оптимал параметрлар
аниқланган.
4-жадвал
Ризобактерияларни ўстиришнинг асосий оптимал параметрлари
Параметрлар
Кўрсаткичлар
Ўстириш давомийлиги, соат
72±3
Ҳарорат,
0
С
28
pH кўрсаткичи
7-8
Чайқатиш интенсивлиги айл, дақ
150±5
Изланишлар давомида озуқа муҳити компонентлари сифатида турли
манбалардан фойдаланилган. Азот манбаи сифатида (аммоний тузлари,
пептон, ачитқи экстракти, маккажўхори уни ва ҳоказолар) қўлланилган.
Биопрепарат таркибига кирувчи ризобактериялар штаммларини 28
0
С
ҳароратда 24-48-72 соат давомида турли хил озуқа муҳитларида ўстириб
кўпайтириб борилган ва оптимал озуқа муҳити сифатида таркибида ГПБ +
биотин тутувчи озуқа муҳити танлаб олинган. Лекин саноат миқѐсида ушбу
озуқа муҳити таннархи қиммат бўлганлиги боис, пиво ачитқиси+тут уруғини
ажратиб олишдаги чиқиндисидан фойдаланиш истиқболли деб топилган.
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
24 соат
48 соат
72 соат
*
*
18
Қуруқ шаклдаги микробли препаратни тайѐрлашда турли хил арзон
субстратлардан фойдаланилган, препаратни бойитиш, улардаги микроб
ҳужайраларининг
шўрланган
жойда
яшовчанлигини
ошириш
ва
микроорганизмларнинг субстрат ичида ўсиши ва кўпайишини таъминлаш
мақсадида
маҳаллий
маиший
чиқиндилар
асосида
олинадиган
ташувчилардан фойдаланилган. Бунинг учун тупроқ, гўнг, биогумус, ѐғоч
қириндиси, фосфогипс кабилардан фойдаланилган ва ризобактерияларнинг
ўсишида 3 та оптимум нуқта пастки, ўрта ва юқори титрга эришиш имконини
берадиган субстрат биогумус:фосфогипс:кўмир чиқиндисининг 1:1:1 нисбати
танлаб олинган.
Тадқиқотлар асосида ризобактериялар штаммларининг консорциумидан
иборат биопрепаратини ишлаб чиқаришнинг принципиал схемаси
келтирилган (4-расм). Ушбу биопрепарат энг аввал Жиззах вилояти Жиззах
тумани «Заминдор» фермер хўжалигида шўрланган тупроқлар шароитида
ғўза ўсимлигини етиштириш амалиѐтида муваффақиятли синовлардан
ўтказилганлиги учун унга «Замин-М» номи берилган.
4-расм. “Замин-М” препаратини суюқ шаклини ишлаб чиқаришнинг
принципиал технологик чизмаси.
1.Озуқа муҳити тайѐрлаш сигими. 2.
Дастлабки экув материалини ўстириш инокулятори. 3. Асосий озуқа
муҳитини тайѐрлаш сигими. 4. Асосий ўстириш ферментѐри. 5. Биомассани
19
йиғиш идиши. 6. Биомассани сақлаш идиши. 7. Дозатор. Қадоқлаш ускунаси.
9. Омборхона
Тадқиқотларнинг кейинги қисми шўрланган тупроқлар шароитида ғўза
ўсимлигини етиштиришда қисқа ротацион тизимли алмашлаб экишда
такрорий экин сифатида ишлатиладиган мош ўсимлигини тугунак
бактериялари
Bradyrhizobium vigna radiatа
L.
нинг симбиотик фаол
штаммларидан биопрепарат олишга бағишланган. Деградацияга учраган
тупроқларда ноанъанавий экин сифатида профессор Р.М.Мавлянова
томонидан тавсия этилган мош дуккакли ўсимлигининг янги ―Зилола‖ навига
ризобактериялар билан ишлов бериш асосида шўрланган тупроқлар
унумдорлигини
ошириш,
тупроқ
микробиокимѐвий
жараѐнларини
фаоллаштириш,
тупроқни
турли
хил
патоген
микрофлорадан
соғломлаштириш технологияларини жорий этиш мақсадида янги технология
сифатида ―Микробли ўғит‖ препаратини ишлаб чиқариш биотехнологияси
б.ф.д. проф. Ю.Саимназаров билан ҳамкорликда яратилган (5-расм).
5.-расм.
Bradyrhizobium vigna
radiatа
L. асосида “Микробли
ўғит” олиш технологияси
1-
қаттиқ озуқа муҳитида ўстириш; 2-
суюқ озуқа муҳитида ўстириш; 3-
чуқур
ўстириш;
4-субстратни
тайѐрлаш; 5-элакдан ўтказиш; 6-
сув ва CaCO
3
қўшиш; 7-юпқа
қаватли
полиэтилен
қопчали
қадоққа
жойлаштириш;
8-
нурлантириш
ѐрдамида
стерилизация қилиш; 9-инокуляция
учун тайѐр бўлган субстрат; 10-
инокулянтни
тайѐрлаш;
11-
бактериялар
билан
субстратни
инокуляция
қилиш;
13-28
0
С
ҳароратда 5—6 сутка давомида
инкубация қилиш; 12-сақлаш.
Диссертациянинг
V
боби
“Ғўзанинг
стресс
шароитларга
чидамлилигини оширувчи янги биопрепаратларнинг ишлаб чиқариш
синовларини ўтказиш
‖ турли тупроқ-иқлим шароитларида ўстирилган
ғўзада олиб борилган тадқиқот натижаларига бағишланган. Препаратнинг 2,5
20
л/т миқдордаги меъѐри ғўза баландлигининг 74,0 см дан ортиқ, 3,0 л/т
миқдори 70,5 см бўлишига олиб келган.
Препарат билан 2,0 л/т миқдорда чигитга экиш олдидан ишлов
берилганда, уруғ унувчанлиги 91,2% назорат (ишлов берилмаган вариант)
даги ўсимликларга нисбатан 10,1% юқори Байкал ЭМ 1 препарати билан
ишлов берилган вариантларга нисбатан эса 2% юқори бўлганлиги
кузатилган. ―Замин-М‖ препаратининг 2,5 л/т меъѐрдаги миқдори билан
чигитга ишлов берилганда, унувчанлик 88% ни ташкил этиб, назоратга
нисбатан мос равишда 11,7 ва андоза Байкал-ЭМ1 га нисбатан 6,9% юқори
бўлганлиги қайд этган. Бир неча тажрибалар асосида ―Замин-М‖ микробли
композициясининг назоратга нисбатан чигит унувчанлигини 9,0-11,7% га
ортишига сабаб бўладиган ва назоратга нисбатан 4,9, ―Байкал ЭМ1
биопрепаратига нисбатан 2,6 ц/га қўшимча ҳосил олинишига сабаб бўлган.(6-
расм).
6-расм. Замин-М биопрепаратини экиш олдидан уруғлик чигитга ва
ғўзанинг вегетация даврида қўллашнинг пахта ҳосилдорлигига таъсири
(НСР
05
=1,2 ц/га, НСР
05
=3,7%)
Тадқиқот натижалари асосида «Замин-М‖ биопрепаратини тупроқнинг
турли хил шўрланиш типлари шароитларида пахта ҳосилдорлигига таъсири
ўрганилган (5-жадвал). Жадвалдан кўриниб турибдики, Тошкент вилояти
Қибрай тумани шўрланмаган тупроқ шароитларида назоратга нисбатан
29,3
31,6
33,4
34,2
32,9
3,6
4,9
4,1
2,3
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
Назорат
Байкал ЭМ1 3,0
л/т,3,0+3,5 л/га
Замин-М 2,0 л/т,
2,0+2,0 л/га
Замин-М 2,5 л/т,
2,0+2,0 л/га
Замин-М 3,0 л/т,
2,0+2,0 л/га
Х
о
с
ил
д
о
р
л
ик
,
ц/
г
а
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
К
ў
шим
ч
а
х
о
с
ил
,
ц/
г
а
21
қўшимча ҳосил 4,9 ц/га ни, Жиззах вилояти Жиззах тумани Заминдор ф/х
сульфатли шўрланган тупроқлари шароитида 5,4 ц/га, Бухоро вилояти
Жондор тумани Бозоробод ф/х хлорид-сульфатли шўрланган тупроқ
шароитларида 1,8 ц/га, Жиззах вилояти Дўстлик тумани Семурғ ф/х хлорид-
сульфатли шўрланган тупроқлари шароитида 1,5 ц/га, Қорақалпоғистон
Республикаси Амударѐ тумани Сеитимов Улугбек ф/х сульфат-хлоридли
кучли шўрланган тупроқ шароитларида 7,0 ц/га ни ташкил этган.
5-жадвал
«Замин-М” биопрепаратини турли тупроқ хил шўрланиш типлари шароитларида
пахта ҳосилдорлигига таъсири
Қ
ўллан
илга
н
жо
йи
Туп
роқ
т
ип
и
Шўрлан
иш т
ип
и
Шўрлан
иш да
ра
жа
си
Па
хта н
ави
На
зора
тга
н
ис
ба
та
н
қўши
м
ча
ҳос
ил, ц
/га
Тошкент
вилояти Қибрай
тумани (Пахта
селекцияси,
уруғчилиги ва
етиштириш
агротехнологиял
ари илмий-
тадқиқот
институти)
Эскидан
суғориладиган
типик бўз
тупроқ
Шўрланмаган Андижон-37
4,9
Жиззах вилояти
Жиззах тумани
Заминдор ф/х
Янгидан
суғориладиган
ўтлоқи-бўз
SO
4
—
0,084%;
Cl
-
-0,024%
(сульфатли
)
Ўртача
шўрланган
С- 6524
5,4
Бухоро вилояти
Жондор тумани
Бозоробод ф/х
Ўтлоқи-
аллювиал
SO
4
—
0,40%;
Cl
-
-0,13%
(хлорид-
сульфатли)
Кучли
шўрланган
Бухоро-6
1,8
Жиззах вилояти
Дўстлик тумани
Семурғ ф/х
Суғорилдадига
н ўтлоқи
SO
4
—
0,045%
Cl
-
0,031%
хлорид-
сульфатли
Кучсиз
шўрланган
АН-Боѐвут -
2
1,5
Қорақалпоғисто
н Республикаси
Амударѐ тумани
Сеитимов
Улугбек ф/х
Янгидан
суғориладиган
ўтлоқи –
аллювиал
тупроқ
SO
4
—
0,568%;
Clионлари
0,276-%
(сульфат-
хлоридли)
Кучли
шўрланган
С-4727
7,0
22
Умуман, «Замин-М‖ биопрепаратини тупроқнинг турли хил шўрланиш
шароитларида иқлим шароити, агротехник тадбирларга мос равишда
ҳосилдорликнинг турли миқдорда ортишига сабаб бўлиб, ўзининг ижобий
самарасини кўрсатган.
Шундай қилиб, тадқиқотлар натижасида шўрланган тупроқлар
шароитида уруғларга экиш олдидан ва вегетация даври мобайнида микробли
композиция билан ишлов беришнинг ўсимликларнинг барча биологик
параметрлари
унувчанлик, ўсиш, ривожланиш ва ҳосилдорлигига ижобий
таъсир кўрсатиши
билан бирга,
шўрланиш
стрессига
нисбатан
чидамлилигини ошишига сабаб бўлади
,
деган хулосага келинган.
Шўрланиш стресси шароитида биопрепаратнинг тупроқ ферментатив
фаоллигига ва микроб популяциялари сонига таъсири ўрганилганда, худди
шундай натижаларга эришилган. Шўрланган тупроқлар ферментатив
фаоллигини
ўрганиш
натижасида
каталаза
ферменти
фаоллиги
назоратдагига нисбатан препарат қўлланилган вариантларда 1,8 бирлик (мл
O
2
/г.тупроқ, 5 мин) ортиши кузатилган.
Шу каби кўрсаткичлар инвертаза ферменти фаоллиги ўрганилганда ҳам
аниқланган бўлиб, ―Замин-М‖ препарати қўлланилганда унинг фаоллиги
қарийб 2,5 марта юқори (мкг/абс қуруқ тупроқ) бирликни ташкил этган
.
Уреаза ферменти фаоллиги препарат қўлланилганда
,
назоратга
нисбатан 1,7 марта (мкг N/NH
4
/ 1 г тупроқ) фаоллашган, фосфатаза
ферменти фаоллиги эса
препарат таъсирида назоратга нисбатан 1,3 марта
(мкг P
2
O
5
/г.тупроқ, 24 соат) юқори бўлган ва бу тупроқдаги биокимѐвий
жараѐнларнинг фаоллашувига сабаб бўлган.
Шунингдек полифенолоксидаза ферменти фаоллиги препарат
таъсирида 1,28 марта юқори бўлган (мг пурпургалин/г тупроқ, 24 соат)
бирликка эга бўлганлиги қайд этилган.
Кучли шўрланган тупроқлар кесимида, Бухоро вилояти Жондор тумани
«Бозоробод» ф/х шароитида микроорганизмлар популяциясига ―Замин-М‖
микробли композициясининг таъсири ўрганилганда, аммонификатор
микроорганизмларнинг сони ўртача 28-42 х10
3
КҲБ/г абc.қуруқ тупроқ ва
актиномицетлар сони 16-23х10
3
КҲБ/г абc.қуруқ тупроқ миқдоргача ҳамда
микромицетларнинг сони ўртача назоратга нисбатан 3,25 марта камайиши
кузатилган.
Аналогик натижаларни ўртача шўрланган тупроқлар кесимида Жиззах
вилояти Дўстлик тумани «Семурғ» ф/х да кузатилди. Биопрепарат билан
ишлов берилмаган вариантларда аммонификаторлар сони 110х10
3
КҲБ/г
абc.қуруқ тупроқ миқдорида бўлса, «Замин-М» микробли композицияси
билан ишлов берилган вариантларда бирмунча юқори 123х10
3
КҲБ/г
абc.қуруқ тупроқ миқдорни ташкил этганлиги аниқланди. Худди шундай
тафовутларни спора ҳосил қилувчилар ва актиномицетларни ўрганилганда
ҳам қайд этилди. Бунда спора ҳосил қилувчи микроблар сони назоратга
нисбатан 2,92 марта, актиномицетлар сони 1,33 марта юқори бўлганлиги,
23
замбуруғлар сонининг эса назоратга нисбатан 2,25 марта кам бўлганлиги
қайд этилди.
Олинган натижалар асосида «Замин-М» биопрепаратининг шўрланиш
стресси шароитида тупроқ ферментатив фаоллигига ва микроб
популяциялари сонига таъсири ижобий бўлганлиги ўз тасдиғини топган ва
мазкур биопрепаратдан фойдаланиш тупроқнинг биологик фаоллигини
оширишга хизмат қилади, деган хулосага келинган.
Диссертациянинг VI боби
“Саноат миқѐсида ризобактериялар
асосида биопрепарат ишлаб чиқаришнинг иқтисодий самарадорлиги ва
амалий аҳамиятини баҳолаш”
мавзусига бағишланган.
Биопрепарат ишлаб чиқаришнинг иқтисодий самарадорлигини
баҳолашда 1 л маҳсулотни ишлаб чиқариш учун рентабеллик 15% эканлиги
ҳисобланган.
6-жадвал
“Замин-М” препаратининг суюқ препаратив шаклини ишлаб чиқариш
калькуляцияси (сўмда)
1.
Харажатлар сметаси
1
литр
биопрепаратни
тайѐрлаш
таннархи
1.
Хом ашѐ ва асосий материаллар
4183
2.
Транспорт харажатлари
418, 3
3.
Ёрдамчи материаллар
366,63
4.
Технологик мақсадлар учун ѐқилғи ва
энергия харажатлари
334,64
5.
Саноат ишлаб чиқаришда банд бўлган
ишчиларнинг асосий ва қўшимча
даромадлари
815,685
6.
Ижтимоий эхтиѐжлар
271,895
7.
Асбоб ускуналарни сақлаш ва ушлаб туриш
харажатлари
73,26
8.
Цех харажатлари
81,5
9.
Корхона харажатлари
82, 5
10.
Ишлаб чиқариш харажатлар
145,25
11.
Ноишлаб чиқариш харажатлари
325
12.
Тўлиқ таннархи
6681,99
13.
Кутиладиган фойда
1032,3
14.
Маҳсулотнинг улгуржи баҳоси
7914,3
Тайѐр маҳсулотни ишлатиш бўйича иқтисодий асосномани ишлаб чиқиш
қишлоқ хўжалик экинларини етиштиришда қўлланиладиган комплекс
стимулятор биопрепаратлар бозорини ўрганиб чиқишдан бошланади.
1 л ―Замин-М‖ биопрепаратини ишлаб чиқариш нархи 7914,3 сўм
бўлса, 1 л ―Байкал ЭМ1‖ препаратининг нархи 16 800 сўмга тўғри келади, бу
эса хориждан келтирадиган комплекс биопрепаратнинг маҳаллий ишлаб
24
чиқарилган биопрепаратга нисбатан қарийб 2,1 марта қиммат эканлигидан
далолат беради.
Шундай қилиб, ―Замин-М‖ биопрепаратини юқори даражада биологик
самарадорликка эга эканлиги, шўрланган шароитларда ғўза етиштиришда
истиқболли стимулятор биопрепарат деб аташга асос бўлган.
ХУЛОСАЛАР
«Маҳаллий ризобактериялар штаммлари асосида ғўзанинг стресс
шароитларга чидамлилигини оширувчи янги рақобатбардош микроб
препаратларини яратиш ва уларнинг амалий аҳамиятини баҳолаш»
мавзусидаги докторлик диссертацияси бўйича олиб борилган тадқиқотлар
натижасида қуйидаги хулосалар тақдим этилди:
1.
Cкрининг асосида ғўза ризосферасидан ажратилган маҳаллий
ризобактерияларнинг хлорид ва сульфатли шўрланишнинг 200 мМ гача
концентрацияларига чидамли култураларни танлаб олинди.
2.
Маҳаллий ризобактерияларни 190 дан ортиқ културалари орасидан
3 хили танлаб олиниб, биопрепарат ишлаб чиқариш биотехнологияси учун
истиқболли деб топилди.
3.
Морфологик-културал, физиологик-биокимѐвий ва 16S рРНК
таҳлиллар култураларнинг
Pseudomonas
ва
Bacillus
туркумларига кириши ва
Bacillus subtilis, Bacillus megaterium Pseudomonas stutzeri
турларига
мансублигини кўрсатди.
4.
Плазмид ДНК сининг компонент таркибини электрофоретик
таҳлиллари
ризобактерияларда
йирик
ўлчамдаги
плазмидларнинг
мавжудлиги ва уларнинг
Bacillus subtilis
СКБ 309 штаммида 13,3; 30 ва 48,5
м.ж.н;
B.megaterium
СКБ 310 штаммида 23,1 м.н.ж. ҳамда
Pseudomonas
stutzeri
штаммида 55,0 м.ж.н. ўлчамга эга эканлигини исботлади.
5.
Стресс шароитда (pH-9)
Pseudomonas stutzeri
СКБ 308
, Bacillus
subtilis
СКБ 309
ва
Bacillus megaterium
СКБ 10
штаммлари учун мос равишда
19,4±0,79; 20,7±1,01; 17,74±0,85 мкг/мл га тенг индолил 3-сирка кислотасини
(ИСК) синтез қилади.
6.
Хромато-масс-спектрометрик усул
Pseudomonas stutzeri
СКБ 308
штамми
ИСК синтези жараѐнида оралиқ бирикма сифатида кучли
антагонистик фаолликка эга бўлган бирикма
1-бром-2-фталимидэтан
синтез
қилишини кўрсатди.
7.
Чорраҳавий экиш усулида бир-бирига нисбатан ўзаро антагонистик
муносабатга эга бўлмаган ризобактериялар комплекс биопрепарат ишлаб
чиқариш учун танлаб олинган.
8.
Биопрепарат таркибига кирувчи ризобактериялар штаммларини
ўстиришнинг технологияси ва технологик шароит оптималлаштирилган
(28
0
С ҳароратда 72 соат давомида пиво ачитқиси+тут меваси шираси
чиқиндисидандан фойдаланиш) тавсия этилади.
9.
pH-8, t-28
0
С, биогумус-фосфогипс-кўмир чиқиндисидан иборат
субстратлар ризобактерияларнинг ягона универсал озуқа муҳитида
рақобатсиз
муносабатда
яшай
оладиган
ассоциатив
тузилмасини
25
шакллантириш имкониятига эга.
10.
Bacillus subtilis
СКБ 309
, Bacillus megaterium
СКБ 310
ва
Pseudomonas stutzeri
СКБ 308
ризобактерия штаммлари ягона озуқа муҳитида
рақобатсиз муносабатда яшаш ва сақланиш хусусиятига эга ассоциатив
тузилма шакллантиради ва улар ғўза билан ўзаро мутуалистик муносабатга
киришади.
11.
Ғўзанинг стресси тупроқ-иқлим шароитларига чидамлилигини
оширувчи ―Замин-М‖ биопрепарати яратилди ва у ишлаб чиқаришнинг
иқтисодий
самарадорлиги
асосида
шўрланган
шароитларда
ғўза
етиштиришда истиқболли ва рақобатбардош стимулятор биопрепарат
сифатида тавсия этилади.
12.
Шўрланган тупроқлар шароитида ғўза билан қисқа ротацион
алмашлаб экиш тизимида фойдаланиш мақсадида мош ўсимлигининг
―
Bradyrhizobium vigna radiata
L. тугунак бактериялари штаммлари асосида
яратилган ―Микробли ўғит‖ биопрепаратини янги агробиотехнология
сифатида тавсия этилади.
26
НАУЧНЫЙ СОВЕТ DSc.27.06.2017.B.38.01 ПО ПРИСУЖДЕНИЮ
УЧЕНЫХ СТЕПЕНЕЙ ПРИ ИНСТИТУТЕ МИКРОБИОЛОГИИ
И НАЦИОНАЛЬНОМ УНИВЕРСИТЕТЕ УЗБЕКИСТАНА
НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ УЗБЕКИСТАНА
МУРОДОВА САЙЁРА СОБИРОВНА
СОЗДАНИЕ НОВЫХ КОНКУРЕНТОСПОСОБНЫХ МИКРОБНЫХ
ПРЕПАРАТОВ НА ОСНОВЕ МЕСТНЫХ ШТАММОВ
РИЗОБАКТЕРИЙ, ПОВЫШАЮЩИХ УСТОЙЧИВОСТЬ
ХЛОПЧАТНИКА К СТРЕССОВЫМ УСЛОВИЯМ И ОЦЕНКА ИХ
ПРАКТИЧЕСКОГО ЗНАЧЕНИЯ
03.00.12 – Биотехнология
АВТОРЕФЕРАТ ДИССЕРТАЦИИ ДОКТОРА
(DSc) БИОЛОГИЧЕСКИХ НАУК
Ташкент - 2018
27
Тема диссертации доктора наук (DSc) зарегистрирована в Высшей
аттестационной комиссии при Кабинете Министров Республики Узбекистан под
номером B2017.1DSc/B24.
Диссертация выполнена в Национальном университете.
Автореферат диссертации на трех языках (узбекский, русский, английский (резюме))
размещен на веб-странице Научного совета (info@microbio.uz) и Информационно-
образовательном портале «ZiyoNet» (www.ziyonet.uz).
Научный консультант:
Давранов Кахрамон
доктор биологических наук, профессор
Официальные оппоненты:
Исмаилов Зафар Файзуллаевич
доктор биологических наук
Хашимова Нигора Рустамовна
доктор биологических наук
Хужамшукуров Нортожи Абдухоликович
доктор биологических наук
Ведущая организация:
Институт Генетики и экспериментальной биологии
растений
Защита диссертации состоится «_____» 2018 года в 10:00 часов на заседании Научного
совета DSc.27.06.2017.B.38.01 при Институте микробиологии и Национальном университете
Узбекситана (Адрес: 100128, г. Ташкент, Шайхонтохурский район, ул. А.Кадырий 7б, конференц-
зал институте микробиологии. Тел.: (+99871) 241-92-28, (+99871) 241-71-98, факс: (+99871) 241-
92-71.
С диссертацией можно ознакомиться в Информационно-ресурсном центре Институте
микробиологии (зарегистравано под № _________). Адрес: 100128, г. Ташкент, Шайхонтохурский
район, ул. А. Кадырий 7б, Административное здание Института микробиологии, 3-й этаж,
конференц-зал Института микробиологии. Тел.: (+99871) 241-92-28.
Автореферат диссертации разослан: «______» 2018 г.
(реестр протокола рассылки № «_______» от «______» 2018).
Т.Ф.Арипов
Председатель научного совета по присуждению
ученых степеней, д.б.н., профессор, академик
З.Р.Ахмедова
Ученый секретарь научного совета по присуждению
ученых степеней, д.б.н., профессор, академик
Т.Г.Гулямова
Председатель научного семинара при научном
совете по присуждению ученых степеней, д.б.н., профессор
28
ВВЕДЕНИЕ (Аннотация диссертации доктора наук (DSc))
Актуальность и востребованность темы диссертации.
Расширение
площадей орошаемых земель, подвергнутых вторичному засолению в мире,
резкое снижение урожайности сельскохозяйственных культур, требует
разработки новых эффективных методов биотехнологии для преодоления
засоления почв и, особенно, для повышения устойчивости растений к
засолению. В этом случае особое значение имеют ризобактерии,
приспособленные к жизни в условиях засоления почв, а также оценка их
биотехнологического потенциала в повышении устойчивости растений к
засолению. Создание конкурентоспособных микробных препаратов на
основе эффективных ризобактерий является одной из актуальных проблем.
Мировое сельскохозяйственное производство, основываясь на
изучении взаимодействия внутренних биотических связей в системе
«растение-почва-микроорганизмы», требует широкого внедрения микробных
групп в практику повышения урожайности сельскохозяйственных культур,
стимулирования роста и развития, повышения стресс-устойчивости растений.
В последнее время в практике современной сельскохозяйственной
биотехнологии особое внимание уделяется бактериям прикорневой зоны,
улучшающим рост и развитие растений в условиях засоления.
Солеустойчивые
ризобактерии,
обладающие
стимуляторными,
фунгицидными и бактерицидными свойствами, предписывают создание
биопрепаратов на их основе, с целью повышения устойчивости
сельскохозяйственных культур к различным неблагоприятным условиям и
повышения их эффективности. Соответственно, скрининг ризобактерий,
адаптированных к проживанию в условиях различных типов засоления и
изучение совместимости различных видов микроорганизмов, обладающих
синергетическим эффектом, создание препаратов с комплексными
свойствами на основе местных штаммов ризобактерий, повышающих
устойчивость растений к стрессовым факторам имеют большой научно-
практический интерес.
В настоящее время в Узбекистане особое внимание уделяется
модернизации сельского хозяйства, в частности, увеличению качества и
количества урожая без расширения посевных площадей хлопчатника. В связи
с этим были достигнуты значительные успехи в области создания новых
сортов, устойчивых к засолению и засухе. В то же время, получение
высокого урожая хлопчатника в регионах с вторичным засолением
орошаемых земель республики, требует разработки и внедрения научно-
обоснованных
результатов
на
основе
инновационных
методов
биотехнологии, а также создания новых конкурентоспособных микробных
препаратов и оценки их практического значения. В стратегиях по
дальнейшему развитию Республики Узбекистан на 2017-2021 годы
предписано «…широкое внедрение современных ресурсосберегающих
29
агротехнологий в сельскохозяйственное производство»
1
. Для реализации
данной задачи, актуальным является определение биотехнологического
потенциала местных активных штаммов ризобактерий, адаптированных к
проживанию
в
условиях
засоления
почв,
и
создание
новых
конкурентоспособных микробных препаратов, повышающих устойчивость
хлопчатника к стрессовым условиям.
Данное диссертационное исследование в определенной степени служит
выполнению задач, предусмотренных в Указе Президента Республики
Узбекистан УП 4947 от 7 февраля 2017 «О стратегии действий по
дальнейшему развитию Республики Узбекистан», Постановление №ПП-2460
Президента Республики Узбекистан от 29 декабря 2015 года «О мерах по
дальнейшему реформированию и развитию сельского хозяйства на период
2016-2020 годы», а также в других нормативно-правовых документах,
принятых в данной сфере.
Соответствие исследования приоритетным направлениям развития
науки и технологий Республики Узбекистан.
Данное исследование
выполнено в соответствии с приоритетным направлением развития науки и
технологий республики: V. «Сельское хозяйство, биотехнология, экология и
охрана окружающей среды».
Обзор зарубежных научных исследований по теме диссертации
2
.
Научные исследования, направленные на активацию почвенных
процессов и повышение урожайности растений, проводятся в ведущих
научных центрах и высших образовательных учреждениях мира, в том числе:
West Virginia University of Organic Research (США), Crop Development Centre
at the University of Saskatchewan (Канада), Manufactured by ABiTEP GmbH
Glienicker Weg Berlin (Германия), (Kyushyu University, Япония) и в Институте
микробиологии (Узбекистан).
В мире по производству конкурентоспособных микробных препаратов
на основе штаммов ризобактерий, по ряду приоритеных направлений
проводяся исследования, в том числе: создана «ЭМ-технология» при
совместном использовании самых эффективных штаммов аэробных и
анаэробных микроорганизмов (Kyushyu University, Япония); на основе
системных исследований взаимодействия «растение-почва-микроорганизмы»
обосновано использование ризобактерий в качестве стимуляторов роста и
развития растений и биоконтроля, так как они имеют преимущества с точки
зрения экологической безопастности по сравнению с химическими
препаратами (Leiden University, Нидерланды); получены биопрепараты на
основе ризобактерий (Manufactured by ABiTEP GmbH Glienicker Weg Berlin,
Германия); разработаны приорететные направления исследования по
1
Указ Президента Республики Узбекистан УП 4947 от 07.02.2017 «О стратегии действий по дальнейшему развитию Республики
Узбекистан»
2
Обзор
по
темы
диссертации
разработан
на
основе
зарубежныхhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/;
http://dx.doi.org/10.1016/j.soilbio.2014.10.020; http://iaspub. epa.gov/apex/pesticides/; http://www.arysta-na.com; http://www.bioag.com.au;
http://www.BioSci.comи других источников
30
использованию микробных биотехнологий в повышении устойчивости
сельскохозяйственных культур (Институт микробиологии).
В результате исследований, проведенных в мире по получению стресс
устойчивых биопрепаратов, получены ряд результатов, в том числе по
созданию микробных комплексов на основе агрономически важных
штаммов; разработки технологий производства биопрепаратов на основе
экологически чистых продуктов, оптимизации условий производства и
адаптации
к
определенным
почвенно-климатическим
условиям;
биологическая защита растений; направленному воздействию на процессы,
протекающие в почве и обеспечение конкурентоспособности препаратов в
условиях рыночной экономики.
Степень изученности проблемы.
Рядом зарубежных ученых (Alizadeh
O. & al. (2012), Jungwook Yang & al. (2008), Ahmad F. & al. (2011), Pereg L. &
McMillan M (2015) получены данные об использовании ризобактерий с
целью стимуляции роста и развития растений, а также их защиты от
различных внешних воздействий, в том числе болезней, и улучшения
качества урожая. В них приводятся данные о микробиологических средствах
(Kodiak, Ascend/BuRIZE, PIX PLUS, Deny, Intercept, SoilGard, Contans WG,
Afla-Guard, BioAg Soil and Seed), предназначенных для выращивания
хлопчатника.
В странах СНГ аналогичные исследования проводились рядом
ученых: И.А Тихонович и др. (2005), Чеботарь (2007), А.М.Боронин (1998),
О.Н.Логинов
(2005).
В
них
доказано,
что
при
обработке
сельскохозяйственных культур биопрепаратами на основе ризобактерий,
можно добиться повышения их адаптации к почвенным условиям, защиты от
фитопатогенов, стимуляции роста и развития растений, снижения количества
питательных элементов, выносящихся из почв, сохранения запаса
питательных элементов, таких как азот, фосфор, калий.
Также такого рода исследования проводятся и в нашей стране, среди
них необходимо отметить труды Давранова Қ. (2013), Ходжибаевой С.М.
(2012), Золотилиной Г.Д., (2011), Ахмедовой З.Р. (2008), Джуманиязовой Г.И.
(2012), Нарбаевой Х.С. (2016) и др.
Но при этом, не проведено глубоких исследований по производству
комплесных биопрепаратов на основе ризобактерий, учитывая ряд факторов,
начиная с
выбора подходящих микроорганизмов,
способствующих росту
растений на основе взаимодействия растение-хозяин-мишень, механизмы
устойчивости к засолению и фитопатогенам, тип почвы, местные микробные
сообщества, условия окружающей среды, густоту посева, пригодность
носителей и совместимость с интегрированным управлением посевами,
совместимость с различными сортами растений.
Исходя из этого разработка
научно-обоснованных технологий производства микробных препаратов на
основе различных ризобактерий с полезными свойствами и их внедрение,
является актуальным и имеет большое научно-практическое значение.
31
Связь диссертационной работы с тематическими планами научно-
исследовательских работ.
Диссертационное исследование выполнено в
рамках плана научно-исследовательских работ инновационных проектов
Национального университета Узбекистана: 1) ИД
-7-7
«Получение активатора
почвенных процессов» (2005-2006), 2) И-2012-30 «Внедрение новых
микробиологических препаратов для повышения урожайности растений и
плодородия почв в условиях Республики Каракалпакстан» (2012-2014), 3)
ИОТ-2013-5-3 «Применение микробной композиции Замин-М в повышении
плодородия засоленных почв и регистрация промышленного образца в
Госхимкомиссии» (2013-2014).
Целью исследования
является создание новых конкурентоспособных
микробных препаратов на основе местных штаммов ризобактерий,
повышающих устойчивость хлопчатника к стрессовым условиям и оценка их
практического значения.
Задачи исследования:
скрининг ризобактерий, устойчивых к условиям хлоридно-сульфатного
и сульфатного типов засоления, идентификация и определение
биотехнологического потенциала активных штаммов;
исследование
совместимости
микроорганизмов,
обладающих
синергетическим эффектом;
исследование
ростстимулирующего
действия,
фунгицидной,
бактериоцидной активности и способности адаптации к неблагоприятным
условиям среды у ризобактерий, являющихся основой полифункционального
биопрепарата;
создание
технологии
комплексной
ассоциативной
системы
ризобактерий, обладающей ростстимулирующими свойствами;
создание
биотехнологии
производства
стресс
устойчивых,
конкурентоспособных препаратов на основе местных штаммов ризобактерий
с комплексными свойствами;
создание технологии получения биопрепарата на основе активных
симбиотических штаммов клубеньковых бактерий растения маш
а
, с целью
севооборота хлопчатника в короткой ротационной системе;
проведение производственных испытаний и оценка экономической
эффективности
новых
биопрепаратов,
повышающих
устойчивость
хлопчатника к стрессовым условиям.
Объектом исследования
служили представители бактерий семейства
Bacillaceae
и
Pseudomonadaceae,
выделенные из ризосферы хлопчатника,
выращиваемого на территории Республики Узбекистан с различными
типами засоления; слабо-, средне-, сильнозасоленные и незасоленные лугово-
сероземные, сероземные, луговые почвы; минеральные, органические,
биологические удобрения; сорта хлопчатника (
Gossypium hirsutum L.
):
C6524,
Ан-Боѐвут-2, Андижон 37, Бухоро 6, С4727 и новые сорта, линии, семейства
Жаркурган: СП-1303, Т-1304, Т-1305, О-393-400/14, О-373-374/14, О-329-
336/14, , О-222-223/14, О-383-384/14, О-26/14, О-21-22/14, О-31-32/14.
32
Предметом исследования
являлось
выделение штаммов бактерий,
эффективно действующих в ризосфере хлопчатника; формирование
микробных препаратов с новым составом на их основе; определение их
влияния на рост и развитие хлопчатника на засоленных почвах и факторов
биологического контроля заболеваний.
Методы исследования.
При проведении исследований использовали
биотехнологические, микробиологические, молекулярно-биологические,
биохимические, хромато-масс-спектрофотометрические, фотоколорометри-
ческие, агрохимические и биометрические методы, а также методы
статистики.
Научная новизна исследования
заключается в следующем:
отобраны штаммы в результате скрининга из ризосферы хлопчатника,
устойчивые (до 200 мМ) к хлоридно-сульфатному и сульфатному засолению;
идентифицированы на основе изучения морфолого-културальных,
физиолого-биохимических свойств, а также 16S рРНК анализа местные
солеустойчивые штаммы ризобактерий
Pseudomonas stutzeri, Bacillus subtilis,
Bacillus megaterium;
выявлена наличие высокомолекулярных плазмидных ДНК у местных
штаммов ризобактерий:
P. stutzeri
СКБ 308 - 55 т.п.н.;
B. subtilis
СКБ 309
-
13,3; 30 и 48,5 т.п.н. и
B. megaterium
СКБ 310
размером 23,1 т.п.н.;
выяснена продуцирование индолил 3-уксусной кислоты (ИУК) в
условиях стресса (при pH-9) у штаммов
Pseudomonas stutzeri
СКБ
308,
Bacillus subtilis
СКБ 309
и
Bacillus megaterium
СКБ 310
в количестве
20,7±1,01; 19,4±0,79; 17,74±0,85 мкг/мл соответственно;
выявлено
продуцирование
штаммом
P.
stutzeri
СКБ
308
промежуточного вещества 1-бром-2-фталимидэтан
,
обладающего высокой
антагонистической активностью;
обоснован
синергетичесий
механизм
мутуалистического
взаимодействия ризобактерий с хлопчатником;
выявлены
механизмы устойчивости местных штаммов ризобактерий
Bacillus subtilis, Bacillus megaterium
и
Pseudomonas stutzeri
к ионам Сl
-
и SO
4
2-
и механизмы их антагонистической активности;
доказана биологическая эффективность препарата ―Замин-М‖ против
основных фитопатогенов хлопчатника (
Fusarium
sp.,
Xanthomonas comprestris
pv.
malvacearum
,
Fusarium oxysporum
f. sp.
vasinfectum
,
Botrytis cineria
и
Verticillium dahliae
);
разработана
биотехнология
производства
жидких
и
сухих
биопрепаратов для растениеводства с комплексным эффектом;
впервые разработана ассоциативная культура из совместимых,
солеустойчивых, неконкурирующих в условиях совместного хранения,
культирования и применения, штаммов ризобактерий
P. stutzeri
СКБ 308,
Bacillus subtilis
СКБ 309
и
B. megaterium
СКБ 310;
Практические результаты
исследования заключаются в следующем:
33
созданы лабораторный, полупроизводственный, производственный
регламенты получения биопрепарата с комплексным действием, на основе
штаммов
B. subtilis
СКБ 309,
B. megaterium
СКБ 310 и
P. stutzeri
СКБ 308;
создана технология производства биопрепаратов «Замин-М» и «Микробли
угит»,
обладающих
полифункциональными,
конкурентоспособными
свойствами и адаптированных к проживанию в условиях засоления почв;
разработаны
и
внедрены
в
сельскохозяйственную
практику
экспериментальные образцы биопрепаратов «Замин-М» и «Микробли угит»,
повышающих устойчивость хлопчатника к стрессовым условиям;
доказано, что биопрепарат «Замин-М» повышает плодородие почв,
благотворно влияет на ферментативную активность почвы и развитие
популяции полезных микроорганизмов;
биопрепарат «Замин-М» представлен в качестве нового средства-
стимулятора в практику выращивания хлопчатника в условиях засоления;
разработана
агротехника
использования
местных
биологических
препаратов в сельском хозяйстве и рекомендации по производству;
Государственным комитетом РУз комплексный биопрепарат «Замин-М»
включен в список агрохимикатов и пестицидов, разрешенных для
применения в сельском хозяйстве Республики Узбекистан (сертификат
№1А1005).
Достоверность полученных результатов.
Полученные результаты и их
аргументация обоснованы теоретическими выводами и экспериментально
подтверждены современными методами исследований,
статистической
обработкой экспериментальных данных, с помощью компьютерных
программ
Statview 5.0 for Windows
и программного пакета
ANOVA,
стандартными методами рассчета ошибок, средних, доверительных
интервалов, стандартных отклонений и оценкой в производственой пратике.
Научная и практическая значимость результатов исследования.
Научная значимость результатов исследования доказывается тем, что из
ризосферы хлопчатника выделены и идентифицированы местные штаммы
B.
subtilis, B. megaterium, P. stutzeri
,
устойчивые к хлоридному и сульфатному
засолению, обоснован синергетический механизм мутуалистического
взаимодействия с хлопчатником, доказана биологическая эффективность
биопрепарата, созданного на основе солеустойвивых ризобактерий, против
основных фитопатогенов хлопчатника.
Практическая значимость работы заключается в том, что для
интенсивного развития производственного потенциала фермерских хозяйств,
внедрена экологически чистая, дешевая и эффективная технология на основе
биопрепарата
«Замин-М».
Биопрепарат
успешно
апробирован
в
сельскохозяйственной практике в условиях Джизакской, Бухарской и
Ташкентской областей и Республике Каракалпакстан. Использование данной
агробиотехнологии будет способствовать улучшению плодородия почв и
развитию технологий производства хлопка сырца.
34
Внедрение результатов исследования.
На основании научных
результатов, полученных в процессе исследований по созданию новых
конкурентоспособных микробных препаратов на основе местных штаммов
ризобактерий, повышающих устойчивость хлопчатника к стрессовым
условиям:
получен патент Республики Узбекистан (16.01.2014. № IAP 05254) на
изобретение ―Ассоциация бактерий для получения биопрепарата,
повышающего плодородие засоленных почв‖. В результате, ассоциация
микроорганизмов позволяет производить биопрепарат «Замин-М» для
возделывания сельскохозяйственных культур в условиях засоленных почв;
препарат «Замин-М» внесен в список пестицидов и агрохимикатов,
разрешенных для применения в сельском хозяйстве Республики Узбекистан
по решению Госхимкомиссии РУз (2015.23.01. №1А1005; №5.11.155).
Биопрепарат «Замин-М» способствовал получению дополнительного урожая
хлопка сырца до 1,8 ц/га на высокоинфицированных вилтом хлопчатника
площадях Джондорского района Бухарскогой области;
биорепарат «Замин-М» внедрен в практику выращивания хлопчатника в
Республике Каракалпакстан, Джизакской и Бухарской областях (справка
Министерства сельского и водного хозяйства Республики Узбекистан от 29
ноября 2016 года за № 02/20-1260). Эффективность биопрепарата «Замин-М»
в зависимости от степени засоления почв отражалась в прибавке урожая
хлопка сырца на 7,0; 5,4; 1,8 ц/га;
на основе результатов использования комплексных биопрепаратов в
повышении плодородия почв, опубликован учебник «Сельскохозяйственная
биотехнология» для студентов в области знаний 600000 – сельское и водное
хозяйство (26.02.2009 г. №046). В результате, бакалавры и магистры
направлений:
растениеводство,
агрохимия
и
почвоведение,
плодоовощеводство и биотехнология приобрели возможность получения
знаний и навыков по основам биотехнологии и их практического
использования.
Апробация работы.
Основные положения диссертации представлены
на 15 международных и 8 республиканских научно-практичеких
конференциях:
Опубликованность результатов.
По теме диссертации опубликовано
42 работ, получен 1 патент, из них 14 научных статей, в том числе 11 в
Республиканских и 3 в зарубежных журналах, рекомендованных Высшей
аттестационной комиссией Республики Узбекистан для публикации
основных научных результатов докторских диссертаций.
Структура и объем работы
. Диссертационная работа состоит из
введения, 6 глав, выводов, списка использованной литературы и приложений.
Объѐм диссертации составляет 190 страниц.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ
35
Во введении
обоснована актуальность и востребованность, цель и
задачи исследования диссертационной работы, дана характеристика объекта
и
предмета,
показано
соответствие
исследования
приоритетным
направлениям развития науки и технологий Республики, описана научная
новизна и практическая ценность работы, раскрыта научная и практическая
значимость полученных результатов, приведены сведения о практическом
внедрении результатов исследования, а также по опубликованным работам и
структуре диссертации.
В первой главе диссертации «
Современное состояние изученности
вопроса использования ризосферных микроорганизмов в качестве
биопрепаратов в зарубежной научной литературе
» приведѐн анализ
современного состояния изученности вопроса и практического значения
ризосферных микроорганизмов в качестве объекта биопрепаратов;
материалы по теоретическим основам повышения плодородия почв с
использованием
комплекса
ризосферных
микроорганизмов;
роль
ризобактерий в качестве биоудобрения, фитостимуляторов и агентов
биоконтроля; представлены основные фитопатогены, вызывающие болезни
растений, в том числе хлопчатника и показана роль ризобактерий в борьбе с
ними, а также представлены механизмы действия микробных удобрений,
фитостимуляторов
микробного
происхождения,
использующиеся
в
хлопководстве; коммерческие продукты на основе PGPR, применяемые в
хлопководстве; механизмы солеустойчивости растений и их практическое
значение,
а
также
анализ
интегрированной
жизнедеятельности
микроорганизмов, относящихся к различным таксономическим и
физиологическим группам; обоснована необходимость создания микробных
комплексов из агрономически полезных микробов и описано их
направленное действие на процессы, протекающие в почве.
Во второй главе диссертации «
Методы изучения производства
биопрепарата на основе микроорганизмов, активно стимулирующих
рост и развитие растений»
описаны методы выделения ризобактерий,
изучения морфолого-культуральных и физиолого-биохимических свойств,
идентификации микроорганизмов, составления и оптимизации питательных
сред, биоиндикации микроорганизмов, определения антагонистической
активности, выделения плазмидной ДНК, хромато-масс-спектрометрии,
совместимости, проведения полевых экспериментов, методы планирования и
анализа экспериментов, определения количества солей и уровня засоления
почв, определения экономической эффективности.
В третьей главе диссертации
«Биотехнологические основы
производства полифункционального биопрепарата, устойчивого к
условиям солевого стресса»
проанализированы результаты биондикации
количественных изменений микроорганизмов в орошаемых почвах с
различным уровнем засоления. При изучении основных микробных групп
было выявлено, что в зависимости от уровня засоления в сильнозасоленных
почвах количество аммонификатов в 1,4 раза, нитрификаторов в 3,18,
36
денитрификаторов в 2,8 раза, азотфиксаторов в 2,6 раза, аэробных
целлюлозоразлагающих в 3,5 раза, маслянокислых бактерий в 2 раза меньше,
а микромицетов в 2 раза больше, чем в слабозасоленных почвах.
В результате многоступенчатого скрининга из более чем 190 изолятов
местных ризобактерий, отселекционированы 3 штамма бактерий, которые на
основе изучения культурально-морфологических, физиолого-биохимических
свойств и анализа 16S рРНК, идентифицированы как
B. subtilis, B. megaterium
и
P. stutzeri,
и отобраны как перспективные объекты для разработки
биотехнологии производства биопрепарата.
Проанализированы экспериментальные данные о местных штаммах
ризобактерий
P. stutzeri
СКБ
308,
B. subtilis
СКБ 309
и
B.megaterium
СКБ 310
,
стимулирующих рост и развитие хлопчатника в условиях солевого стресса,
которые отличаются по физиолого-биохимическим свойствам, широкому
спектру утилизации элементов, проявляют устойчивость к высокой
концентрации NaCl и Na
2
SO
4
(до 200 мМ).
На основе полученных результатов, определен оптимальный титр
бактеризации семян хлопчатника для отдельных штаммов 1х10
-7
КОЕ/мл и
ассоциации ризобактерий, который составлял 1х10
-9
КОЕ/мл, при котором
всхожесть семян составляла 93,3%. Данная концентрация бактериальной
суспензии служила основой для дальнейших исследований.
В результате исследований антагонистической активности выделенных
штаммов, выявлено, что зона подавления фитопатогенов штаммами
P.stutzeri
СКБ
308
для
Verticillium dahliae
составляет 30±0,3 мм, для
Botrytis cineria
25±0,2 мм, для
Fusarium
sp. – 25±0,4 мм, для
Xanthomonas comprestris pv.
malvacearum
– 20±0,3 мм, для
Fusarium oxysporium f.sp.vasinfectum
– 18±0,4
мм. У штамма
B.subtilis
СКБ 309
этот показатель для
Verticillium dahliae
варьировал в пределах 28±0,2 мм, для
Botrytis cineria
– 20±0,3 мм, для
Fusarium
sp. – 25±0,3 мм, для
Xanthomonas comprestris pv. malvacearum
–
20±0,6 мм, а для
Fusarium oxysporium f.sp.vasinfectum
– 22±0,5 мм.
Аналогичные результаты были получены и для штамма
B.megaterium
СКБ
310
,
где этот показатель составлял 28±0,6; 20±0,4; 22±0,3; 15±0,2 и 16±0,3 мм
соответственно.
Таблица1.
Антагонистичекая активность ризобактерий против фитопатогенов
хлопчатника
Тестируемые
штаммы
Зона подавления роста фитопатогенов (мм)
Verticilium
dahliae
Botrytis
cinerea
Fusarium
sp
Xanthomonas
compestris
pv.malvacearum
Fusarium
oxysporum f.
sp.
vasinfectum
P.stutzeri
30 ±0,3*
25±0,2
25±0,4
20±0,3
18±0,4
B.subtilis
28±0,2*
20±0,3
25 ±0,3*
20 ±0,6
22±0,5
B.megaterium
28±0,6*
20±0,4
22±0,3
15±0,2
16±0,3
Примечание: *- статистически значимо при p≤0,05
37
Таким образом, штаммы
P. stutzeri
СКБ 308,
B. subtilis
СКБ 309
и
B.megaterium
СКБ 310
определены в качестве перспективных агентов
биоконтроля по созданию комплексного микробного препарата (Табл.1).
Электрофоретическим анализом компонентного состава плазмидной
ДНК, выявлено наличие крупномолекулярных плазмидных ДНК для
штаммов ризобактерий
P. stutzeri
СКБ 308
–
55 т.п.н.;
B. subtilis
СКБ 309
–
48,5; 30 и 13,3 т.п.н. и для штамма
B. megaterium
СКБ 310
размером 23,1
т.п.н. (Рис.1).
Проанализировав литературные данные и полученные результаты
можно предположить, что в данных плазмидах содержаться
asd-s
гены или
orf4
и
orf5 опероны
(open reading frames –
orf
), которые участвуют в
транспортировке молекул, таких как аспартат ионы, способствующих
возникновению уникального свойства осмотолерантности у бактерий.
В результате исследований по изучению фиторегуляторной активности
местных штаммов ризобактерий выявлено, что синтез ИУК штаммами
ризобактерий
Pseudomonаs stutzeri
СКБ 308
, Bacillus subtilis
СКБ 309
,
B.megаterium
СКБ 310 зависит от количественного содержания в среде
триптофана (табл. 2.)
Таблица 2.
Синтез ИУК штаммами ризобактерий хлопчатника (мкг/л)
Концентрация
триптофана в
среде (мг/л)
Штаммы
Bacillus subtilis
СКБ 309
Pseudomonаs
stutzeri
СКБ 308
Bacillus
megaterium
СКБ
310
0,1
12,31± 0,25
15,7± 0,30
18,35±0,33
1,0
17,76±0,20
16,86±0,23
15,54±0,39
10,0
20,6±1,08*
21,7±0,42
19,76±1,08*
100
11,28±0,28
16,36±0,41
18,12±0,24
Примечание: *- статистически значимо при p≤0,05
Рис.
1.
Электрофореграмма
плазмидной
ДНК
солеустойчивых
штаммов
ризобактерий
в
1%
агарозном геле.
1.
1 – Marker – Hyper III
2.
Marker –λ+HindIII
3.
Bacillus megaterium
СКБ 310
4.
Bacillus subtilis
СКБ 309
5.
Pseudomonas stutzeri
СКБ 308
38
При добавлении в среду 0,1 мг/л триптофана, штамм
Bacillus subtilis
СКБ 309 синтезировал ИУК в количестве
12,3±0,25
мкг/л,
P. stutzeri
СКБ 308
– 15,6±0,30 мкг/л,
B.megaterium
СКБ 310 – 18,35±0,33 мкг/л ИУК
соответственно. При добавлении в среду 10 мг/г триптофана отмечен
высокий выход ИУК для штаммов
Bacillus subtilis
СКБ 309 – 20,5±1,08,
P.
stutzeri
СКБ 308 – 21,7±0,42,
B.megаterium
СКБ 310 – 19,76±1,08 мкг/л. На
основании полученных данных установлено, что данное количество
триптофана способствует максимальному синтезу ИУК (табл. 2.)
Хромато-масс-спектрометрическим
анализом
промежуточных
продуктов синтеза ИУК на 160 пике обнаружен метаболит, который был
характеризован как 1-бром-2-фталимидэтан (Рис. 2). На основании
литературных данных этот продукт определен как сильнодействующее
вещество с высокой антагонистической активностью.
Рис.
2.
Хромато-масс-
спектрометрический анализ штамма
P. stutzeri
СКБ 308
(на 160 пике –
1-бром-2-фталимидэтан
)
Фталимиды используются в качестве широкоспектрного биологически
активного вещества в химиотерапии, которое может быть природным
производным РНК и ДНК (Dodd et al. 2010). Также имеются данные о группе
ризобактерий
Pseudomonаs
, которые в составе вторичных метаболитов,
синтезируют
пиримидинподобные
вещества,
производные
имидов
(Mohamed et al., 2014).
При изучении совместимости микроорганизмов перекрестным посевом
выделены ризобактерии, не имеющие антагонистической активности между
собой, которые могут проживать в единой экосистеме с синергетическим
взаимодействием.
39
Четвертая глава диссертации ―
Технология производства препарата,
состоящего из ассоциации микроорганизмов”,
посвящена изучению
основных технологических параметров производства биопрепарата. При
выращивании ризобактерий в исскуственных питательных средах, где в
качестве источника углерода были использованы сахароза и глюкоза,
отмечены положительные результаты, но несмотря на это, для удешевления
состава питательной среды использовали мелассу и сироп жмыха,
полученный из отжима отходов тутовника. Для этой цели использовали те
сорта, которые не ценятся как пищевые и промышленно важные для
шелководства. А также по данным специалистов Института шелководства
Республики Узбекистан на 4 х специализированных фермерских хозяйствах
(Самаркандской, Ферганской, Сырдарьинской и Андижанской областей)
ежегодно при получении 100 кг семян остаѐтся 10-15 тонн сокообразного
жмыха плодов тутовника, который выбрасывается в качестве отхода.
Использование данного местного сырья положительно повлияло на
накопление требуемого количество биомассы (рис.3).
Рис.3. Влияние различных субстратов на рост ризобактерий
В результате исследований были определены оптимальные параметры
для культивирования 3 штаммов ризобактерий. В исследованиях в качестве
компонентов питательной среды использованы различные источники азота,
такие как соли аммония, пептон, дрожжевой экстракт, кукурузная мука и др.
Штаммы ризобактерий, входящие в состав биопрепарата, культивировали на
различных питательных средах при 28
°
С в течении 24-48-72 часов.
Оптимальной питательной средой оказалась МПБ+биотин. Но исходя из
того, что данная среда непригодна из-за дороговизны для использования в
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
24 ч
48 ч
72 ч
*
*
40
промышленных масштабах, выбрана среда пивные дрожжи+сироп жмыха
тутовника (отход производства семян).
При приготовлении сухого микробного препарата с целью повышения
жизнеспособности в условиях засоления, роста и размножения микробных
клеток внутри субстрата, использовали различные дешевые субстраты на
основе местных бытовых отходов, такие как навоз, опилки, почва, биогумус,
фосфогипс, отход угля и др. В результате исследований были отобраны
субстраты, которые давали возможность достичь 3 уровня титра клеток
(нижний, средний и верхний) ризобактерий, такие как биогумус, фосфогипс,
отход угля, в количественном соотношении 1:1:1.
На основе экспериментальных данных предложена принципиальная
схема производства биопрепарата, состоящего из консорциума ризобактерий.
Данный препарат впервые был успешно апробирован в фермерском
хозяйстве «Заминдор» Джизакского района Джизакской области при
выращивании хлопчатника, в честь которого и был назван препарат «Замин-
М
»
(рис.4).
Рис.4
.
Принципиальная схема производства жидкого биопрепарата
«Замин-М», предназначенного для выращивания хлопчатника в
условиях засоления.
1-ѐмкость для приготовления питательной среды; 2-
инокулятор для приготовления исходного посевного материала, 3-
приготовление основного питательного материала, 4-основной ферментер
для культивирования, 5-резервуар для хранения биомассы, 6-дозатор, 7-
фасовочный аппарат, 9-хранилише.
41
Следующий этап исследований был направлен на получение биопрепарата
из симбиотически активных штаммов клубеньковых бактерий
Bradyrhizobium
vigna radiata
L. – симбионтов растения маш сорта «Зилола
»,
который
используется в короткой ротационной системе севооборота при
культивировании хлопчатника в условиях засоления почв, в качестве
нетрадиционной культуры для деградированных почв. Данный сорт маша
был любезно предоставлен профессором Р.Ф.Мавляновой. Совместно с д.б.н.
профессором Ю.Саимназаровым, создан биопрепарат «Микробли угит
»
.
Внедрением данной технологии, основанной на обработке клубеньковыми
бактериями маша, можно достичь повышения плодородия почв,
активировать микробиохимические процессы в почве, защищать от
различной патогенной микрофлоры (рис.5).
Рис.5. Технология получения
биопрепарата «Микробли угит”
на основе
Bradyrhizobium vigna
radiata
L.
1-культивирование на твердой
питательной
среде;
2-
культивирование
в
жидкой
питательной среде; 3-глубинное
культивирование; 4-приготовление
субстрата;
5-просеивание;
6-
добавление воды и CaCO
3
; 7-
расфасовка
в
тонкие
полиэтиленовые
мешки;
8-
стерилизация
облучением;
9-
субстрат, готовый к инокуляции;
10-приготовление инокулята; 11-
инокуляция субстрата бактериями;
12-инкубация при 28
°
С в течение 5-
6 суток. 13-хранение.
V глава диссертации
«Проведение производственных испытаний
новых биопрепаратов повышающих стресс устойчивость растений
хлопчатника
‖ посвящена результатам исследований проведенных в
различных почвенно-климатических условиях. При использовании препарата
с нормой расхода 2,5 л/т семян перед посевом, высота растений хлопчатника
составляла 74,0 см и больше, а при норме 3,0 л/т - 70,5 см. При обработке
семян хлопчатника препаратом с нормой расхода 2,0 л/т семян, всхожесть
составляла 92,1%, что на 10,1% больше по сравнению с контролем и на 2%
больше эталона Байкал-ЭМ1. При обработке семян хлопчатника с нормой
расхода 2,5 л/т отмечена 88% ная всхожесть семян, где этот показатель
варьировал от 11,7 до 6,9% ной прибавки по сравнению с контролем и
эталонным вариантом «Байкал-ЭМ1». В результате проведенных
42
экспериментов определена норма расхода микробной композиции «Замин-
М», которая способствовала повышению всхожести семян на 9,0-11,7% и
получению 4,9 ц/га дополнительного урожая хлопка сырца по сравнению с
контролем и 2,6 ц/га по сравнению с эталоном «Байкал ЭМ1. (рис. 6).
Рис.6. Влияние биопрепарата «Замин-М” на урожайность хлопчатника
(
НСР
0,5
=1,2 ц/га, НСР
05
=3,7%)
Результаты исследований по изучению влияния биопрепарата «Замин-М»
на растения хлопчатника в различных почвенно-климатических условиях
Республики приводятся в таблице 5.
Как видно из таблицы на незасоленных почвах Кибрайского района
Ташкентской области прибавка урожая хлопка сырца составляла 4,9 ц/га, на
среднезасоленных почвах ф/х Заминдор Джизакского района Джизакской
области - 5,4 ц/га, на сильнозасоленных почвах ф/х Бозоробод Джондорского
района Бухарской области - 1,8 ц/га, на слабозасоленных почвах ф/х Семурғ
Дўстликского района Джизакской области - 1,5 ц/га, на сильнозасоленных
43
почвах ф/х Сеитимов Улугбек Амударьинского района Республики
Каракалпакстан - 7,0 ц/га.
Таблица 5.
Влияние биопрепарата «Замин-М» на урожайность растений
хлопчатника, выращенного в почвах с различным уровнем засоления
Мес
то п
рове
де
ни
я
ис
пытани
й
Ти
п п
оч
вы
Ти
п з
ас
оле
ни
я
Урове
нь
з
ас
оле
ни
я
поч
вы
С
орт
хлоп
ча
т-
ни
ка
При
ба
вка к урожаю п
о
сра
в-
не
ни
ю
с
к
он
троле
м
ц/га
Кибрайский
район
Ташкентской
области
(Экспери-
ментальная база
Узбекского НИИ
селекции -
семеневодства и
агротехнологии
выращивания
хлопчатника)
Староорошаемы
й типичный
серозем
Незасолен-
ная
Андижон-
37
4,9
ф/х Заминдор
Джизакского
района
Джизакской
области
Новоорошаемый
луговый-серозем
SO
4
—
0,084%;
Cl
-
-0,024%
сульфатны
й
Среднеза-
соленная
С- 6524
5,4
ф/х Бозоробод
Джондорского
района
Бухарской
области
Лугово-
аллювиальный
SO
4
—
0,40%;
Cl
-
-0,13%
хлоридно-
сульфатны
й
Сильнозасоле
нная
Бухара-6
1,8
ф/х Семурғ
Дўстликского
района
Джизакской
области
Новоорошаемый
луговый
SO
4
—
0,045%
Cl
-
0,031%
(хлоридно-
сульфатны
й)
Слабозасо-
ленная
АН-Баяут -
2
1,5
ф/х Сеитимов
Улугбек
Амударьинского
района
Республики
Каракалпакстан
Новоорошаемый
лугово-
аллювиальный
SO
4
—
0,568%;
Cl 0,276-%
(сульфатно
-хлорид-
ный)
Сильноза-
соленная
С-4727
7,0
44
В целом биопрепарат «Замин-М» в зависимости от типа засоления почв,
почвенно-климатических
условий,
агротехнических
мероприятий,
положительно повлиял на продуктивность растений хлопчатника.
Таким образом, по результатам исследований сделан вывод о том, что
предпосевная обработка семян и обработка растений во время вегетации
микробной композицией в условиях засоления почв способствует
интенсивному развитию растений хлопчатника по всем биологическим
параметрам
всхожесть, рост и развитие, урожайность и устойчивость к
солевому стрессу.
При изучении влияния биопрепарата «Замин-М» в условиях засоления на
ферментативную активность и микробную популяцию почв получены
аналогичные результаты. Наблюдалось повышение активности фермента
каталазы на 1,8 ед. (мл O
2
/г.почвы, 5 мин) по сравнению с контролем.
Аналогичние результаты получены при изучении активности
инвертазы, где было отмечено до 2,5 ед. (мкг/абс сухая почва) больше по
сравнению с контролем.
Активность фермента уреазы под влиянием препарата повышалась
более чем в 1,7 раз (мкг N/NH
4
/1 г почвы), фосфатазы - в 1,3 раза (мкг
P
2
O
5
/г.почвы, 24 часов) по сравнению с контролем, что положительно
повлияло на биохимические процессы, протекающие в почве.
Аналогичные результаты получены при изучении фермента
полифенолоксидазы, активность которой была в 1,28 раза выше по
сравнению с контролем.
Применение биопрепарата ―Замин-М‖ в условиях сильного засоления
положительно повлияло на количество микробных популяций в почвах ф/х
Бозоробод Джондорсого тумана Бухарского вилоята. В изученных
почвенных образцах, количество аммонификаторов варьировало в широких
пределах – 28-48,0х10
3
КОЕ/г абс. сухой почвы, а в контрольных вариантах
16-23х10
3
КОЕ/г абс. сухой почвы.
Под влиянием биопрепарата «Замин-М» наблюдалось заметное
снижение количества микромицетов – в 3 раза по сравнению с контролем.
Аналогичные результаты отмечены в среднезасоленных почвах ф/х «Семург»
Дустликского района Джизакской области. В необработанных почвах
количество аммонификаторов составляло 110 х10
3
КОЕ/г абс. сухой почвы, а
в обработанных намного выше – 123х10
3
КОЕ/г абс. сухой почвы. Также
отмечено увеличение количества спорообразующих микроорганизмов в 2,92
раза по сравнению с контролем, актиномицетов – в 1,33 раза, снижение
численности микромицетов в 2,25 раза по сравнению с контролем.
На основе полученных экспериментальных данных сделан вывод о том,
что биопрепарат «Замин-М‖ в условиях почвенного солевого стресса
положительно влияет на ферментативную активность и может служить
повышению биологической активности почв.
VI глава диссертации посвящена теме:
«Оценка практического
значения и экономической эффективности производства биопрепаратов
45
на основе ризобактерий”.
При оценке экономической эффективности
производства биопрепарата рассчитана рентабельность – 15 % на 1 л.
(табл.6).
Таблица. 6.
Калькуляция расходов производства жидкой препаративной формы
биопрепарата «Замин-М» (в сумах)
Статьи затрат
Себестоимость 1
л биопрепарата
1
Сырье и основные материалы
4183
2 Транспортные расходы
418, 3
3 Вспомогательные материалы
366,63
4 Топливо и энергия на технологические цели
334,64
5 Основная и дополнительная заработная плата
производственных рабочих
815,685
6 Отчисления на социальные нужды
271,895
7 Расходы на содержание и эксплуатационные нужды
73,26
8 Цеховые расходы
81,5
9 Общезаводские расходы
82, 5
10 Производственная себестоимость
145,25
11 Внепроизводственные расходы
325
12 Полная себестоимость
6681,99
13 Предполагаемая прибыль
1032,3
15.
Оптовая цена продукции
7914,3
Для разработки экономического обоснования готового препарата
необходимо изучение рынка комплексных биопрепаратов стимуляторов - для
использования в сельскохозяйственной практике.
Для производства 1 л биопрепарата «Замин-М» требуется затрат 7914,3
сум, а 1 л препарата «Байкал ЭМ1‖ – 16 800 сум, что обходиться в 2,1 раза
дешевле эталона.
Таким образом, биопрепарат «Замин-М‖ может быть рекомендован в
качестве перспективного биостимулятора для выращивания хлопчатника в
стрессовых условиях почвенного засоления.
ВЫВОДЫ
На основе проведенных исследований по теме докторской диссертации
«Создание новых конкурентоспособных микробных препаратов на основе
местных штаммов ризобактерий, повышающих устойчивость хлопчатника к
стрессовым условиям и оценка их практического значения» представлены
следующие выводы:
1.
На
основе
скрининга,
изучения
морфолого-культуральных,
физиолого-биохимических
свойств,
отобраны
местные
штаммы
ризобактерий хлопчатника, устойчивые к хлоридному и сульфатному
засолению до 200 мМ.
46
2.
Из 190 культур ризобактерий, выделеных из экстремальных условий
обитания, отобраны 3 вида ризобактерий, обладающие биотехнологическим
потенциалом для производства биопрепарата;
3.
Изучением культурально-морфологических свойств и 16 S рРНК
анализом, установлено, что культуры относятся к родам
Pseudomonas
и
Bacillus
и идентифицированы как
Pseudomonas stutzeri, Bacillus subtilis,
Bacillus megaterium.
4.
Электрофоретическим анализом компонентного состава плазмидной
ДНК, выявлено наличие крупномолекулярных плазмидных ДНК у штаммов
ризобактерий
P. stutzeri
СКБ 308
размером 55 т.п.н.;
B. subtilis
СКБ
309 -
48,5;
30 и 13,3 т.п.н. и у штамма
B. megaterium
СКБ 310
-
23,1 т.п.н.
5.
Показано, что выделенные штаммы в условиях стресса (при pH-9)
проявляют высокую активность синтеза индолил 3-уксусной кислоты (ИУК)
в количестве 19,4±0,79; 20,7±1,01; 17,74±0,85 мкг/л соответственно.
6.
Хромато-масс-спектрометрический анализ показал, что штамм
P.
stutzeri
СКБ 308
синтезирует промежуточный компонент при синтезе ИУК –
1-бром-2-фталимидэтан
,
обладающий
высокой
антагонистической
активностью.
7.
При изучении совместимости микроорганизмов перекрестным
посевом отобраны ризобактерии, не имеющие антагонистической
активности между собой, для получения комплексного биопрепарата.
8.
Оптимизированы
технология
и
технологические
условия
культивирования ризобактерий, составляющих биопрепарат (t-28
°
С, 72 ч с
использованием пивных дрожжей и отходов отжима плодов тутовника).
9.
pH-8,
t-28
°
С,
субстраты
биогумус–фосфогипс–отходы
угля
способствует формированию ассоциативной системы микроорганизмов, не
конкурирующих в единой универсальной питательной среде.
10.
Разработана ассоциация культур из совместимых, солеустойчивых,
неконкурирующих в условиях совместного хранения и применения штаммов
ризобактерий
P. stutzeri
СКБ 308
, Bacillus subtilis
СКБ 309
и
B. megaterium
СКБ 310
и выявлены механизмы их мутуалистических взаимоотношений.
11.
Создан биопрепарат «Замин-М», повышающий устойчивость
хлопчатника к стрессовым почвенно-климатическим условиям и на основе
экономической
эффективности
рекомендован
в
качестве
конкурентоспособного, перспективного биопрепарата, предназначенного для
выращивания хлопчатника в условиях засоления.
12.
Созданный биопрепарат «Микробли угит» на основе симбиотических
активных штаммов клубеньковых бактерий растений маша
Bradyrhizobium
vigna radiata
L., с целью применения в севооборотах хлопчатника в короткой
ротационной системе рекомендован в качестве новой агротехнологии.
47
SCIENTIFIC COUNCIL AWARDING SCIENTIFIC DEGREE
DSc.27.06.2017.B.38.01 AT INSTITUTE OF MICROBIOLOGY AND
NATIONAL UNIVERSITYOF UZBEKISTAN
NATIONAL UNIVERSITY OF UZBEKISTAN
MURODOVA SAYYORA SOBIROVNA
CREATION OF THE NEW COMPETITIVE MICROBIAL
PREPARATIONS FOR COTTON PLANT BASED ON LOCAL
RHIZOBACTERIA STRAINS THAT INCREASE RESISTANCE TO
STRESS CONDITIONS AND STUDY OF THEIR PRACTICAL
IMPORTANCE
03.00.12 – Biotechnology
DISSERTATION ABSTRACT
DOCTOR OF BIOLOGICAL SCIENCES (DSc)
48
Тashkent - 2018
Тhis dissertation of DSc has been registered with the number B2017.1.DSc/B24 at the
Supreme Attestation Commission of the Cabinet of Ministers of the Republic of
Uzbekistan.
The dissertation has been prepared at the National University of Uzbekistan
The abstract of the dissertation is posted in three (Uzbek, Russian, English (resume)) languages on the
website of the Scientific Counsil (info@microbio.uz) and on the website of «Ziyonet» information and
educational portal (www.ziyonet.uz).
Scientific consultant:
Davranov Kakhramon
doctor of biological sciences, professor
Official opponents:
Izmailov Zafar Faysullaevich
doctor of biological sciences
Khashimova Nigora Rustamovna
doctor of biological sciences
Khujamshukurov Nortoji Abducholiqovich
doctor of biological sciences
Leading organization:
Institute of Genetics and Plant Experimental Biology
Defence will take place on «_____» _______ 2018 year 10:00 at the once-only meeting of the
Scientific council DSc.27.06.2017.B.38.01 of the Institute of Microbiology and National University of
Uzbekistan at the following address: 100128, Tashkent, 7B A.Kadyri str. Phone: (+99871) 241-92-28,
(+99871) 241-71-98, Fax: (+99871) 241-92-71.
Dissertation is registered at the Information Resource Centre at the Institute of Microbiology
(100128, Tashkent, 7B A.Kadyri str. Phone: (+99871) 241-92-28, (+99871) 241-71-98, Fax: (+99871)
241-92-71)
.
Abstract of dissertation is distributed on «______» 2018 year.
(Protocol at the register _______ on «______» 2018 year)
T.F.Aripov
Chairman of the scientific council awarding scientific
degrees, D.B.Sc., academician
Z.R.Axmedova
Scientific secretary of the scientific council
awarding scientific degrees,PhD, senior researcher
T.G.Gulyamova
Chairman of the academic seminar under the
scientific council awarding scientific degrees,
D.B.Sc., professor
49
INTRODUCTION (abstract of DSc thesis)
The aim of the research work
is creation of the new competitive microbial
preparations on the basis of local strains of rhizobacteria increasing cotton plant
resistance to stress conditions.
The objects of the research work
were representatives of bacteria of
families
Bacillaceae
and
Pseudomonadaceae
isolated from the rhizosphere of cotton
plant grown on the territory of the Republic of Uzbekistan with various types of
salinity: low-, medium-, high saline and non-saline meadow-serozem, serozem,
meadow soils; mineral, organic, biological fertilizers; cotton varieties (
Gossypium
hirsutum L
.):
C6524, An-Boyovut-2, Andijon 37, Bukhoro 6, C4727
and new
varieties and lines from Jarkurgan family: SP-1303, T-1304, T-1305, O-393-400/14,
O-373-374/14, O-329-336/14, O-222-223/14, O-383-384/14, O-26/14, O-21-22/14,
O-31-32/14.
Scientific novelty of the research work
is as follows:
as a result of screening the strains which are stable at chloride-sulfate and
sulfate salinization (up to 200 mM) were selected from the cotton rhizosphere;
by means of study of morphological-cultural, physiological-biochemical
properties and 16S rRNA analysis the local salt resistant strains of rhizobacteria
Pseudomonas stutzeri, Bacillus subtilis and Bacillus megaterium
are identified;
it is revealed that local strains of rhizobacteria have large-molecular plasmid
DNA with sizes for
P. stutzeri
SKB 308 - 55 kb;
B. subtilis
SKB 309 -13.3; 30 and
48.5 kb and
B. megaterium
SKB 310 - 23.1 kb;
it is established that isolated strains
Pseudomonas stutzeri
SKB 308,
Bacillus subtilis
SKB 309
and
Bacillus megaterium
SKB 310 in stress conditions
(pH-9) reveal high activity of indole-3-acetic acid (IAA) in the amount of
20.7±1.01; 19.4±0.79; 17.74±0.85 µg/ml respectively;
it is revealed that strain
P. stutzeri
SKB 308 synthesizes the intermediate
substance 1-bromine-2-phthalimidethane possessing high antagonistic activity;
the synergetic mechanism of rhizobacteria-cotton mutualistic interactions is
proved;
the mechanisms of stability of the local rhizobacteria strains
Bacillus
subtilis, Bacillus megaterium
and
Pseudomonas stutzeri
to Сl
-
and SO
4
2-
ions and
mechanisms of their antagonistic activity are revealed, the strains are deposited;
the biological efficiency of preparation «Zamin-M» against main
phytopathogens of cotton (
Fusarium
sp.,
Xanthomonas comprestris
pv.
malvacearum
,
Fusarium oxysporum
f. sp.
vasinfectum
,
Botrytis cineria
and
Verticillium dahliae
) is proved;
the biotechnology of liquid and dry biopreparations production for plant
growing with a complex effect is developed;
for the first time an associative culture of compatible, salt-resistant, non-
competing in conditions of joint storage and use, rhizobacteria strains
P. stutzeri
SKB 308
, B. subtilis
SKB-309 and
B. megaterium
SKB 310 is developed;
Implementation of the research results.
Based on the scientific results
obtained during the research of creation of the new competitive microbial
50
preparations on the basis of local strains of rhizobacteria increasing cotton resistance
to stress conditions:
the patent of the Republic of Uzbekistan (16.01.2014 No. IAP 05254) for the
invention «Association of bacteria for reception of bioprepration, increasing fertility
of saline soils» is received. As a result, this association of microorganisms makes
possible to produce biopreparation «Zamin-M» for cultivation of agricultural crops
in the conditions of soils salinization;
the biopreparation "Zamin-M" is entered to the list of pesticides and
agrochemicals allowed for use in agriculture of the Republic of Uzbekistan by
decision of the State Chemical Commission of the Republic of Uzbekistan
(2015.23.01. No.1A1005; No.5.11.155). The «Zamin-M» biopreparation contributed
to an additional yield of up to 1.8 c/ha in highly infected with cotton wilt areas of
Jondor District of Bukhara Region;
the biopreparation «Zamin-M» is introduced into the practice of cotton growing
in the Republic of Karakalpakstan, Jizzakh and Bukhara regions (Certificate of the
Ministry of Agriculture and Water Resources of the Republic of Uzbekistan dated
29 November, 2016 No.02/20-1260). The effectiveness of the «Zamin-M»
biopreparation depending on the degree of soil salinity was reflected in increase of
yield by 7.0; 5.4; 1.8 c/ha;
on the basis of use of complex biopreparations in improvement of soil fertility
the textbook " Agricultural Biotechnology" for students in the field of knowledge
600000 – agriculture and water industry (certificate of the Ministry of Higher and
Secondary Education of the Republic of Uzbekistan from February 26, 2009,
No.046) is published. As a result, the bachelors and undergraduate students of
directions: plant growing, agrochemistry and soil-science, fruit and vegetable
growing and biotechnology are gained the possibility of getting knowledge and
skills on biotechnology basis and it’s practical usage.
The structure and volume of the thesis
. The dissertation consists of the
introduction, 6 chapters, conclusions, list of references and appendixes. The volume
of the thesis is 190 pages.
51
ЭЪЛОН ҚИЛИНГАН ИШЛАР РЎЙХАТИ
СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ
LAST of PUBLISHED WORKS
I бўлим (I часть; Ipart)
1.
Муродова С.С., Юсупов Т.Ю. Имамходжаева А.С., Мурадов М.М.,
Саимназаров Ю., Халилов И.М Исследование физико-химических свойств
ДНК различных местных штаммов диазотрофных клубеньковых бактерий
маша
Bradyrhizobium sp. Vigna radiata L.
// Доклады АН РУз. Ташкент, 2000.
№ 7. – С.55-58. (03.00.00; №6)
2.
Muradova S.S., Yusupov T.Yu, Khalilov I.M., Guzalova A.G., Muradov
M.M. Properties of DNA from various local strains of
Bradyrhizobim sp. Vigna
radiata L
. // Chemistry of Natural Compounds. Springer US.Vol. 37. № 6. 2001. -
P.559-561. (03.00.00; №1).
3.
Муродова С.С., Артикова Р.М., Бакахонов А.А., Файзуллаев Б.А.
Тупроқ унумдорлигини оширувчи азотфиксатор микроорганизмларнинг
баъзи хусусиятларини ўрганиш // Ўзбекистон аграр фани хабарномаси
Ташкент, 2003.№ 3 (13) 2003 66-68 бетлар. (03.00.00; №8)
4.
Муродова С.С. Антагонистическая активность солеустойчивых
бактерий рода
Pseudomonas //
Узбекский биологический журнал.Ташкент,
№4 2012. –С. 16-18. (03.00.00; №5)
5.
Муродова С.С., Гафурова Л.А., Махкамова Д.Ю. Сезонная динамика
каталазной активности засоленных почв Джизакской степи // Доклады
АНРУз.2013. № 5. -С. 68-71. (03.00.00; №6).
6.
Муродова С.С., Гафурова Л.А., Файзуллаев Б.А., Тиллаев Э.Т.,
Саидалиев Б., Махкамова Д.Ю. Новый полифункциональный биопрепарат
для повышения биологической активности засоленных почв // ЎзМУ
хабарлари. Ташкент, №4/2 2013.- С.201-206. (03.00.00; №9)
7.
Muradova
S.S.,
R.Mavlyanova,
G.Djumaniyazova,
L.Gafurova,
D.Pirnazarov AVRDC Vegetable legumes: New Varieties for Soil Fertility
Improvement // Soil-Water Journal. Turkey, 2013. Vol.2. November (1). – P. 645-
652. (06.00.00 №11).
8.
Muradova S.S., Gafuruva L.A., Davranov K.,Shurigin V.V. Microbial
succession of saline irrigated soils of the Djizakh steppe of Uzbekistan //
International Journal of Advanced Biotechnology and Research. India, 2014.
Vol.15. Issue 2.Р. 219-227. (03.00.00; №9).
9.
Муродова С.С., Жуманиязова М.Б., Давранов К. Биоиндикация цинка
и почвенных микроорганизмов засоленных почв Джизакской степи //
Узбекский биологический журнал. Ташкент, №1 2015.- С 9-11. (03.00.00; №5)
10.
Муродова С.С., Давранов К., Абдуалимов Ш. Изучение
эффективности применения микробной композиции ―Замин-М‖ при
возделывании хлопчатника // Вестник НУУз. Ташкент,№3/2 2015. С.92-97.
(03.00.00; №9)
52
11.
Муродова
С.С.,
Давранов
К.
Плазмиды
солеустойчивых
ризосферных микроорганизмов // Мікробіол. журн., 2016, Т. 78, № 2.-С. 89-
95. (14.00.00; №86).
12.
Муродова С.С., Давранов Қ., Самадий С.А.
Pseudomonas stutzeri
нинг
биологияси // ЎзМУ хабарлари.Ташкент,№3/2 2016. 61-64 бетлар. (03.00.00;
№9)
13.
Муродова С.С., Давранов К. Замин-М полифункционал микробли
композициясини ишлаб
чиқариш
биотехнологияси
//
Ўзбекистон
Республикаси Фанлар Академияси Маърузалари журнали. Тошкент, №2.
2017.82-85 б. (03.00.00; №6).
14.
Давранов Қ., Муродова С.С., Самадий С.А. Ризобактерияларни
биополимерларнинг гелида иммобиллаш // ЎзМУ хабарлари. Тошкент, №3/1
2017. 42-47 б. (03.00.00; №6)
15.
Патент UZ. №IAP05254. 16.01.2014 Шўрланган тупроқлар
унумдорлигини оширувчи биопрепаратни олиш учун бактериялар
ассоциацияси // Муродова С.С., Гафурова Л.А., Давранов К., Файзуллаев
Б.А., Хужаназарова М.К. 16.01. 2014.
II бўлим (II часть; II part)
16.
Муродова С.С., Бакахонов А., Каршиева Д.Х., Давранов К. Изучение
солеустойчивых штаммов клубеньковых бактерий с целью создания
экологически чистых биопрепаратов // Биотехнология: состояние и
перспективы развития Матер. Межд. Конгресса Москва 10-14 ноябрь 2003. –
С. 215-216.
17.
Муродова С.С., Бакахонов А., Каршиева Д.Х. Изучение влияния
солеустойчивых клубеньковых бактерий на развитие растений маша //
Материалы VIII Молодежной конференции ботаников в Санкт-Петербурге
17-21 мая 2004.-С. 222.
18.
Муродова С. Гафурова Л.А., Файзуллаев Б. Технология получения
активатора почвенных процессов // Матер.межд. Школы конференции
молодых ученых «Биология наука XXI века». Пущино, 2006, 18-21 апреля.
С.203.
19.
Маълумотлар базасининг расмий рўйхатдан ўтказилганлиги
тўғрисидаги гувоҳнома №BGU 00110. Микроорганизмлар композицияси //
Муродова С.С., Гафурова Л.А., Файзуллаев Б.А., Хужаназарова М.К. (UZ).
11.10.2006.
20.
Муродова С.С.Тупроқ унумдорлигини оширишнинг биотехнологик
асослари. //―Ўзбекистон тупроқлари ва ер ресурслари: улардан оқилона
фойдаланиш ва муҳофаза қилиш‖ Республика илмий-анжумани. // Тошкент,
2008.-С. 185-188.
21.
Муродова С.С.Изучение антагонистической активности местных
штаммов ростостимулирующих микроорганизмов. // Экологик соф қишлоқ
хўжалик маҳсулотларини етиштиришда замонавий технологиялар ―Ёшлар
йили‖ га бағишланган Республика ѐш олимларининг илмий-амалий
конференцияси материаллари тўплами. // Тошкент, 2008 й. 41-43 бетлар.
53
22.
Муродова С.С.Биологическая активность почв Джизакской степи и
технология их оптимизации // «Фан ва инновация фаолиятини
ривожлантиришда ѐш олимларнинг роли» республика илмий-амалий
анжумани материаллари // Тошкент, 2010 й. 74 б.
23.
Муродова С.С., Гафурова Л.А., Файзуллаев Б.А., Хужаназарова М.К.
Влияние микробной композиции на продуктивность хлопчатника // Научно-
практический журнал. Москва, «Агро-XXI» № 10-12. 2008. С. 38-39.
24.
Муродова С.С., Файзуллаев Б.А. Некоторые особенности
использования новых инновационных технологий повышения плодородия
засоленных почв //«Аграрная наука – сельскому хозяйству» V
Международная научно-практическая конференция, Барнаул, 2010. С.20-22.
25.
Муродова С.С., Артикова Р.М. Қишлоқ хўжалик биотехнологияси
(дарслик)// ―Фан ва технология‖ нашриѐти, Тошкент,.2010. 252 бет.
26.
Муродова С.С. Микробные препараты для повышения плодородия
почв // Ерлардан оқилона фойдаланиш ва муҳофаза қилишнинг
институционал
масалалари
республика
илмий-амалий
анжумани
материаллари // Тошкент, 2012 й. 181-184 бетлар.
27.
Муродова
С.С.,
Файзуллаев
Б.А.,
Хужаназарова
М.К.
Электрофоретический
анализ
периплазматических
белков
местных
солеустойчивых штаммов ризосферных бактерий // Вестник Кыргыского
национального университета. Бишкек, № 2. 2013.- С. 36-38.
28.
Муродова С.С., Султонова Ш.А., Зупаров М.А. Ўсимлик
касалликларига қарши курашда микробиологик препаратлардан фойдаланиш
//―Селекция ва уруғчилик бўйича илмий тадқиқот ишларини ташкил
этишнинг муҳим йўналишлари‖ Республика илмий-амалий конференцияси //
20 май Тошкент, 2013 й. 181-182 бетлар.
29.
Murodova S., Gafurova L.А.,Nabieva G., Kadirova D., Saidova,
M.,Ergasheva O., Mahkamova D. Using of microbioindication method for study of
biological activity of depredated Soils // 20
th
International conference on
Environmental Indicators / Trier University/ Germany, 16-19 Sept. 2013. Р.8.
30.
Муродова С.С., Гафурова Л.А., Набиева Г.М., Саидова М.Э.
Изучение влияния засоления на каталазную активность аридных почв //
Материалы
VI
международной
конференции
молодых
ученых.
«Биоразнообразиe, экология, адаптация, эволюция», посвященное 150-летию
видного ботаника В.И.Липского. - Одесса, 2013. С. 229.
31.
Муродова С.С., Гафурова Л.А., Набиева Г.М., Махкамова Д.,
Эргашева О., Новые агроэкобиотехнологии для повышения плодородия
деградированных почв // Международная научная конференция XVII
Докучаевские молодежные чтения. Москва, 2014. С. 251-252.
32.
Муродова С.С., Давранов К., Комплексные микробные препараты,
применение в сельскохозяйственной практике // Биотехнология Acta. Киев,
2014 №6.- С. 92-101.
33.
Gafurova L., Murodova S., Egamberdieva D., Davranov K. Impact of
conventional tillage on N-transforming microorganisms in saline soil under cotton
54
// 9
th
International Soil Science Congress on the Soul of Soil and Civilization 14-16
October, 2014, Side, Antalya,Turkey, P.36.
34.
Муродова С.С., Давранов К. Анализ плазмидного состава ДНК
солеустойчивых штаммов ризосферных микроорганизмов // Микробиология
и биотехнология. Киев, №4 .2015.-С. 61-65.
35.
Муродова С.С. Влияние комплексного бактериального препарата на
микрофлору корневой системы хлопчатника // Инновационные и
экологически безопасные технологии производства и хранения продукции
Международной научно-практической конференции молодых ученых,
аспирантов и студентов 29-30 октября 2015 г. Харьков, Украина. С.136-139.
36.
Муродова С.С. Шўрланган тупроқлар унумдорлигини оширувчи
тупроқ биотехнологиялари // Инновацион ғоялар, технологиялар ва
лойиҳалар VII-Республика ярмаркаси - Тошкент. 2014. 150-151. бет.
37.
Муродова С.С. Давранов К., Шурыгин В.В. Новый микробный
препарат для хлопчатника на основе ризосферных бактерий // Биотехнология
и общество в XXI веке. Сборник статей. Барнаул, 2015. –С. 257-258.
38.
Муродова С.С. Давранов К. Новый микробиопрепарат для
хлопчатника на основе ризобактерий // Международный симпозиум
―Микрооорганизмы и биосфера‖ Microbios-2015, 25-27 ноября. 2015
г.Ташкент. С. 75-76.
39.
Murodova S. Plasmids of the salt resistant strains of microorganisms are
the main components of the new generation of microbial fertilizer // Annual
conference 2016. 21-24 March 2016. Acc. Liverpool, UK. S23/-P.21.
40.
Муродова С.С., Самадова М. Ғўза ўсимлиги илдизини колониялашда
иштирок этадиган ризобактерияларнинг ўсимлик ўсиши ва ривожланишига
таъсирини ўрганиш // Биология фанлари доктори, профессор Мирходжаев
Улуғбек Закировичнинг 70 йиллик таваллудига бағишланган «Физик-
кимѐвий биология ва экотоксикологиянинг замонавий муаммолари»
мавзусидаги илмий-амалий анжумани материаллари Тошкент, 26 апрель
2016. 191-192-бетлар.
41.
Муродова С.С., Давранов К. Тупроқ унумдорлиги оширувчи
ризобактерияларни ўстириш шароитларини оптималлаштириш // Атроф
муҳитни ўзгариши шароитида ер ресурсларини муҳофаза қилиш ва улардан
оқилона фойдаланиш масалалари Республика илмий-амалий семинар
маърузалари тўплами.Тошкент,-22 апрель 2016. 349-350 бетлар.
42.
Муродова С.С. Биотехнология производства полифункциональной
микробной композиции «Замин-М» // Науки о жизни: от исследований к
практике. Материалы I международного научного форума (11–15 сентября
2017 г.) Барнаул. С. 64-65.
55
Автореферат «ЎЗМУ хабарлари» журнали таҳририятида таҳрирдан
ўтказилди.
Бичими: 84х60
1
/
16
. «Times New Roman» гарнитура рақамли босма усулда босилди.
Шартли босма табоғи: 2,5. Адади 100. Буюртма № 30.
«ЎзР Фанлар академияси Асосий кутубхонаси» босмахонасида чоп этилди.
100170, Тошкент, Зиѐлилар кўчаси, 13-уй.
