Коллекция культур микроорганизмов перспективных для биотехнологической промышленности

Ануарбекова С.С., заведующая лабораторией

микробиологии и биотехнологии АФ ТОО «КазНИИППП», к.м.н.

В последние годы в мировой литературе все чаще отмечается возрастающая роль коллекций микробных культур в развитии как теоретической микробиологии и биохимии, так и обслуживаемых ими многочисленных отраслей промышленности.


Развитие коллекций культур микроорганизмов по всему миру дало развитие научным исследованиям в области поиска промышленно ценных штаммов и быстрому росту биоиндустрии.


Коллекции культур независимо от их размера, цели играют определенную роль в обеспечении ресурсами для изучения, инноваций и открытий. Они поставляют штаммы для использования, поэтому предоставляемые культуры микроорганизмов должны быть жизнеспособными, и связанная с ними информация должна быть действительной и полной, достаточной для подтверждения их уникальности и значимости.


Чрезвычайно важную роль в исследованиях микробного разнообразия, сохранении в генетически стабильном состоянии продуцентов биотехнологической продукции для сельского хозяйства, медицины, пищевой и перерабатывающей промышленности играют коллекции культур микроорганизмов.


В мировых коллекциях микроорганизмов сохраняются штаммы - продуценты ферментов, аминокислот, антибиотиков, штаммы, синтезирующие витамины, цитостатики, биосурфактанты ростостимулирующих веществ, противоопухолевые и противовирусные соединения и т.д., штаммы, способные накапливать тяжелые металлы и радионуклиды, являющиеся деструкторами углеводородов, органических соединений, штаммы, которые служат источником генов люкс и биологически активных соединений и т.д.


Одним из объектов, представляющих интерес для биотехнологов, являются бактерии рода Bacillus за счет продукции ими большого количества биологически активных веществ, в том числе, различных ферментов, используемых в пищевой, фармацевтической, парфюмерной промышленности, медицине и сельском хозяйстве. Бациллы характеризуются выраженной амилолитической активностью, причем, некоторые амилазы отличаются тем, что при гидролизе крахмала, катализируемом этими ферментами, образуются сахара. Пектинолитические ферменты также широко распространены среди бактерий рода Bacillus, особенно у штаммов B. subtilis. Обнаружены липолитические и целлюлозолитические ферменты у этих микроорганизмов.


Мицелиальные грибы широко используются для получения ферментов и биологически активных веществ, а также в биологической борьбе с болезнями сельскохозяйственных культур. В связи с этим постоянно идет поиск новых более активных штаммов с заданными свойствами. Это обусловлено их высокой секреторной способностью, а также разнообразием продуцируемых ферментов с различной субстратной специфичностью, что делает эти продуценты универсальным объектом для использования. Микроскопические грибы являются продуцентами ферментов (целлюлаз, хитиназ, пектиназ, ксиланаз и др.), используемых в целлюлозно-бумажной и пищевой промышленности, в производстве моющих средств, в получении спирта, преобразовании отходов, содержащих целлюлозу, в глюкозу, получении кормовых добавок и текстильной промышленности. На основе антибиотиков, токсинов, ферментов грибов получают препараты для биологического контроля болезней и стимуляции роста растений.


Как известно, бактерии рода Rhizobium накапливают молекулярный азот, синтезируют ростовые вещества, усиливающие рост растений. Эти микроорганизмы свободно живут в почве или находятся в симбиозе с растениями, обусловливая повышение плодородия почвы. На основе азотфиксирующих микроорганизмов создаются бактериальные удобрения, использование которых позволяет значительно увеличить урожай при минимальных затратах.


Использование микробов – антагонистов в качестве основы для экологически чистых биопрепаратов позволит обеспечить повышение эффективности сельскохозяйственного производства и, следовательно, производительности труда.

Коллекции микроорганизмов созданы во многих научно-исследовательских институтах Казахстана.


В лаборатории микробиологии и биотехнологии АФ КазНИИППП на хранении находятся мицелиальные грибы (137 штаммов), бациллы (49 штаммов), бактерии рода Rizobium (30 штаммов). Культуры были выделены на протяжении многих лет из зерновых и бобовых сельскохозяйственных культур и почв различных территорий.


В данный момент коллекция пополнена 259 молочнокислыми бактериями и дрожжами, перспективных в качестве заквасок и пробиотических препаратов. Данные культуры были выделены из молочнокислых продуктов и биотопов человека.


Спектр групп микроорганизмов коллекции института расширяется, что способствует охвату и других сфер применения их в производстве и науке.


Таким образом, представление о коллекции чистых культур только лишь как о месте накопления и сохранения различных штаммов в настоящее время уже существенно устарело, хотя расширение и поддержание коллекционных фондов по-прежнему являются основными направлениями коллекционной работы.


Коллекции микроорганизмов являются неотъемлемым компонентом фундаментальной базы практически любого биотехнологического проекта, которые гарантируют сохранение ресурсов микробного разнообразия и делают их доступными для использования в научных исследованиях.