Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas tēmu pasniegšanas metodika skolā.

1. Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas tēmu pasniegšanas metodika skolā. 2.seminārs 2013./2014. mācību gada 2. semestris Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra Māris Lazdiņš

2. "Bio-mēslojums" Biofertilizer Klasiskā risinājumā - slāpekli saistošo (fiksējošo) mikroorganismu kultūras augsnes mikrofloras bagātināšanai un neorganisko slāpekļa savienojumu apjoma palielināšanai augsnē. Ciānbaktēriju (zilaļģu) Anabaena sp.slāpekli saistošās heterocistas http://www.ibvf.csic.es/en/RNAbiology/RNAbiology_cyanobacteria Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra Māris Lazdiņš

3. Slāpekļa fiksācija Atmosfērā esošo slāpekli (~ 78%) dabā spēj saistīt vienīgi slāpekli fiksējošie mikroorganismi ( baktērijas). Tiek lēsts, ka gada laikā uz Zemes baktērijas saista ap 108 tonnas atmosfēras slāpekļa. Rūpnieciska N2 saistīšana ir energoietilpīgs un salīdzinoši dārgs process. 3 H2 + N22 NH3 100 atmosfēras 450 oC Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra Māris Lazdiņš

4. Slāpekļa fiksācija Nozīmīgākās ir gumiņbaltērijas, (piemēram Rhizobiumģints pārstāves), kuras veido simbiozi ar tauriņziežu dzimtas augiem. Āboliņa sakņu sistēma ar gumiņiem Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra Māris Lazdiņš

5. Slāpekļa fiksācija Gumiņbaltērijas (Rhizobium) Gumiņos dzīvojošās baktērijas no auga saņem organiskās barības vielas (heterotrofija), augs no baktērijām saņem saistīto atmosfēras slāpekli NH4+ jonu veidā. Ar tauriņziežu kultūrām apsētajās platībās sezonas laikā 1ha platībā tiek saistīti 100 - 300 kg atmosfēras slāpekļa. Lai šo procesu veicinātu, sējumu augsni mēdz apstrādāt ar Rhizobium kultūrām. Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra Māris Lazdiņš

6. Slāpekļa fiksācija Brīvi dzīvojošās baktērijas N2 spēj fiksēt arī noteiktas augsnē (Azotobacter) un ūdenī dzīvojošas baktērijas, taču efektivitāte nav tik liela kā gumiņbaktēriju gadījumā(3 - 30 kg N /ha), jo augsnē esošie organiskie enerģijas avoti nav tik bagātīgi. Spēja fiksēt N2 piemīt arī noteiktiem ciānbaktēriju pārstāvjiem (Anabaena), kuras enerģiju gūst no saules gaismas, līdz ar to slāpekļa saistīšana notiek efektīvāk (noteiktās kultūru kombinācijās līdz 60 kg N /ha). Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra Māris Lazdiņš

7. Slāpekļa fiksācija ir anaerobs process. Anaerobi – elektronu beigu akceptors - kāds cits reducēties spējīgs savienojums, ne skābeklis. (Aerobi – akceptors - molekulārais skābeklis.) 0 -3 +1 -3 (+ 4 H+) N + 3e N (NH4+) Atmosfēras slāpekli saistošie mikroorganismi. Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra Māris Lazdiņš

8. Slāpekļa fiksācija Saistītais slāpeklis - paliek NH4+ jonu veidā vai - tiek izmantots N saturošo organisko vielu veidošanai (aminoskābes, nukleozīdi u.c.). Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra Māris Lazdiņš

9. Slāpekļa aprite dabā http://en.wikipedia.org/wiki/Sergei_Winogradsky Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra Māris Lazdiņš

10. Nitrificējošās baktērijas Litotrofi organismi, kuri pielāgojušies oksidējamu slāpekļa savienojumu izmantošanai par elektronu donoru. Piemēram Nitrosomonas: NH4+ + O2 NO2- + 2H2O nitrīti vai Nitrobacter: 2NO2- + O2 2NO3- nitrāti Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra Māris Lazdiņš

11. Nitrificējošās baktērijas NH4+ + O2 NO2- + 2H2O 2NO2- + O2 2NO3- tādejādi trūdošo atlieku organiskajos savienojumos esošo slāpekli pārveidojot augiem noderīgos neorganisko slāpekli saturošos jonos. Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra Māris Lazdiņš

12. Denitrificējošās baktērijas Ir baktērijas, kuras anaerobos apstākļos spēj nitrātus izmantot kā elektronu galējo akceptoru, kā rezultātā nitrātu sastāvā esošais pozitīvi lādētais slāpekļa atoms kļūst neitrāls un atgriežas atmosfērā N2 gāzes veidā. Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra Māris Lazdiņš

13. Slāpekļa aprite dabā http://en.wikipedia.org/wiki/Sergei_Winogradsky Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra Māris Lazdiņš

14. "Bio-mēslojums" Biofertilizer Ar lauksaimniecībai nozīmīgiem augsnes mikroorganismiem bagātināts komposts vai šādu mikroorganismu kultūras izpaltīšanai augsnē. Uzlabo augu minerālo barošanos - palielina šķīstošo fosfātu un citu elementu šķīstošo sāļu daudzumu augsnē Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra Māris Lazdiņš

15. "Bio-mēslojums" Biofertilizer Fotosintezējošie mikroorganismi - uzlabo platības fotosintētisko efektivitāti - papildus organiskie savienojumi augsnē, barības vielas citiem mikroorganismiem piemēram, Azotobacter,(iespējams, arī augiem). Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra Māris Lazdiņš

16. "Bio-mēslojums" Biofertilizer Veicina augsnes aktinobaktēriju [aktinomicēšu] (Actinobacteria) augšanu, kuras savukārt izdala antimikrobiālas vielas un nomāc patogēno mikroorganismu augšanu, piemēram, Fusarium ģints sēņu pārstāvjus. Aktinobaktēriju dzirdētāki pārstāvji - Streptomycesģints un to veidotais streptomicīns (antibakteriāls savienojums). Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra Māris Lazdiņš

17. "Bio-mēslojums" Biofertilizer - Amino Solution [AS] AS risinājumu viena no nozīmīgākajām baktēriju grupām tiek minēta Rhodopseudomonas To kultūru klātbūtne bijusi nozīmīga tomātu ražas kvalitātes un ražības uzlabošanā. Lee KH, Koh RH, Song HG., Enhancement of growth and yield of tomato by Rhodopseudomonas sp. under greenhouse conditions. J Microbiol. 2008 Dec;46(6):641-6.(Koreja) Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra Māris Lazdiņš

18. Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra Māris Lazdiņš