РАЗНООБРАЗИЕ И БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ ПОЧВЕННОГО МИКРОБИОМА В УСЛОВИЯХ АНТРОПОГЕННОЙ И АБИОГЕННОЙ НАГРУЗОК

Современная биотехнология рассматривает почву как главный природный банк при поиске культур микроорганизмов с любыми необходимыми свойствами. Существование еще большего разнообразия организмов неразрывно связано с почвой, так как она является необходимой средой для протекания стадий жизненного цикла. Феномен некультивируемых микроорганизмов позволяет предположить, что истинное разнообразие почвенной биоты значительно превышает существующие в настоящее время оценки. Выяснение свойств почв, способствующих формированию и сохранению биоразнообразия, получение культур микроорганизмов, обладающих биотехнологическим потенциалом (способность азотфиксации, гидролитической деятельности природных полимеров и ксенобиотиков, синтез вторичных метаболитов, веществ- антагонистов)– важнейшая научная проблема современной биологии и почвоведения. Почвы и сопряженные с почвой субстраты являются неиссякаемым источником штаммов с полезными для биотехнологии свойствами, источником для обнаружения и описания множества неизвестных форм жизни. Для сохранения биоразнообразия огромное значение имеет протекторная функция почвы – консервация в жизнеспособном состоянии различных переживающих стадий организмов. Значительный интерес представляют собой микроорганизмы, выделенные из экстремальных местообитаний, поскольку именно они, по мнению ряда авторов, характеризуются более высокой биологической активностью по сравнению со штаммами, выделенными из почв умеренных широт. Важной проблемой, стоящей перед почвенными микробиологами является изучение и сохранение некультивируемой части микробного сообщества («молчаливого большинства почвенного сообщества») экстремальных и антропогенно ненарушенных (территория заповедников и заказников) почвенных местообитаний. Проблема представляет как практический (выявление продуцентов БАВ), так и теоретический интерес (изучение новых неисследованных ранее таксонов прокариот). Научная новизна исследований обусловлена уникальной коллекцией образцов экстремальных экосистем, отобранных в разных участках Земного шара и выделенных из них бактерий. Проведенные ранее исследования были выполнены на ограниченном наборе культур, скрининг крупной коллекции, предусмотренных в данной работе, производится впервые. Новизна разработанного подхода состоит в возможности усиления биотехнологических свойств микроорганизмов путем интродукции высокоактивных селекционных штаммов и создания условий для их деятельности в природных системах и агроценозах. В настоящее время на кафедре биологии почв имеется значительное количество штаммов, проявляющих высокую биологическую активность в отношении процессов, связанных с циклом азота (азотфиксация, нитрификация), деструкции нефтепродуктов, пестицидов, разрушения (гидролиза) природных полимеров, продуцентов фитогормонов и антагонистов фитопатогенов. В процессе исследований планируется оценить разнообразие микробного комплекса, включающее прокариотную (бактерии и археи) и эукариотную (грибы, дрожжи) его составляющие; выявить способность систем к процессам, направленным на деструкцию труднодоступных соединений, трансформацию окисленных и восстановленных форм азота (азотфиксация, нитрификация), синтез вторичных метаболитов; определить наличие функциональных генов у микроорганизмов, обладающих биотехнологическим потенциалом способных к метаболической активности в почвах, различающихся параметрами основных экологических факторов. Предполагается закладка на хранение при низких температурах активных штаммов и мониторинг их жизнеспособности и сохранения полезных свойств современными цитологическими и молекулярно-биологическими методами.