История создания
Биоресурсный фонд Коллекции эубиотических и эпифитных микроорганизмов (КЭЭМ) формируется с 2022 года на базе центра биотехнологий Кубанского государственного аграрного университета.
Объектами хранения Коллекции являются различные таксономические группы микроорганизмов: бактерии, грибы и бактериофаги.
Коллекция хранит и распространяет стандартные референсные микроорганизмы технологически значимые штаммы для исследовательских целей и использования в промышленной биотехнологии.
Фонд коллекции представляет собой интерес, так как микроорганизмы являются ключевыми элементами в биотехнологической и пищевой отраслях промышленности. Соответственно, характеристика и сохранение микробного биоразнообразия необходимы не только для поддержания природных экосистем, но и для исследовательских целей и биотехнологического использования.
Отдельный интерес представляют собой микроорганизмы нормальной микрофлоры животных и растений, имеющих сельскохозяйственную специализацию.
Хранение чистых культур микроорганизмов осуществляется в виде криоконсервированого материала и лиофилизированных образцов.
Объем хранения составляет более 500 штаммов, относящихся к различным таксономическим группам микроорганизмов.
Пополнение фонда коллекции осуществляется в результате исследований автохтонной микрофлоры сельскохозяйственных животных, таких как: коровы, свиньи, овцы кролики, различные виды птиц, рыбы и пчелы. Также представлены микроорганизмы почвы и сельскохозяйственных растений, в том числе основные фитопатогены.
Все представленные в коллекции микроорганизмы имеют достоверную видовую идентификацию с учетом современной таксономической номенклатуры.
В процессе идентификации микроорганизмов использованы молекулярно-биологические методы, в том числе секвенирование ДНК по Сэнгеру и времяпролетную масс-спектрометрию (MALDI TOF MS).
Функции КЭЭМ
1. Формирование и сохранение биофонда микроорганизмов по функциональным группам:
- микроорганизмы экосистем агроценозов;
- биофонд микроорганизмов, составляющих нормальный микробиом растений;
- референсные штаммы фитопатогенных микроорганизмов основных сельскохозяйственных культур;
- представители автохтонной микрофлоры пищеварительной системы животных;
- базидиальные грибы, перспективные для промышленного культивирования и биотрансформации растительного сырья;
- микробиологические продуценты целевых биотехнологических продуктов.
2. Депонирование микроорганизмов с целью гарантированного долгосрочного хранения в системе криоконсервирования и лиофильного высушивания.
3. Передача микроорганизмов заинтересованным лицам с целью осуществления научно-исследовательской работы и биотехнологического процесса.
4. Проведение научно-исследовательской работы по программе центра биотехнологий Кубанского государственного аграрного университета по направлениям:
- разработка иммунобиологических препаратов для сельскохозяйственных животных;
- конструирование видоспецифичных эубиотических кормовых добавок с пробиотическими свойствами;
- разработка биофунгицида для сельскохозяйственных и декоративных растений;
- разработка тест-систем для выявления фитопатогенных микрорганизмов;
- биотехнология синтеза микробных полимеров индустриального значения.
5. Взаимодействие с иными отраслевыми и государственными биоресурсными коллекциями микроорганизмов.
Работа, которая вдохновляет
Почему наша работа является не только формой выполнения трудовых функций, но и возможностью личностного развития?
Работа с биологическими объектами требует постоянного профессионального совершенствования. Биологические ресурсы микроорганизмов, организованные в коллекцию, являются первичным рабочим материалом для всех процессов в биотехнологии. При этом каждый микроорганизм индивидуален по своим морфологическим, биохимическим и функциональным свойствам.
Успешное ведение коллекции микроорганизмов требует значительной концентрации компетенций научного коллектива. В нашей работе задействованы классические методы культуральной работы с микроорганизмами, а так же биохимические, молекулярно-биологические, иммуноферментные и масс-спектрометрические аналитические методы. Сотрудники коллекции эубиотических и эпифитных микроорганизмов работают над продвижением научных исследований биотехнологических процессов с помощью инновационных методов, передовых технологий и более совершенных биологических моделей.
Только командная работа и постоянное самосовершенствование позволяет достигать результатов.
Эубиотические микроорганизмы
Микробиоценоз микрофлоры кишечника индустриально значимых сельскохозяйственных животных представляет особый интерес ввиду направленности агропромышленного животноводства на снижение использования антибиотиков. Именно эта группа автохтонных микроорганизмов животных и формирует эубиотическое сообщество.
В настоящее время использование технологий метагеномного анализа позволяет сложить картину многообразия микроорганизмов, населяющих кишечник животных. Однако только классические методы субкультивирования микроорганизмов позволяют выделить отдельные микроорганизмы в чистую культуру и использовать их в качестве действенного инструмента.
Достижения в технологиях секвенирования следующего поколения (NGS) и вычислительных инструментах произвели огромную революцию в бактериальной геномике и исследованиях микробиома, открыв возможности применения в областях диагностики, терапии и наук об окружающей среде. При этом обязательным звеном этих методов являются референсные, или типовые культуры, хранящиеся в биоресурсных коллекциях микроорганизмов.
Большая часть автохтонной эубиотической микрофлоры состоит из микроорганизмов, обладающих пробиотическими функциями, формирующими неспецифический иммунитет животных. Выделение и исследование подобной группы микроорганизмов позволяет формировать рабочий инструмент конструирования пробиотиков для животных.
Эпифитные микроорганизмы
Микроорганизмы, обитающие и размножающиеся на поверхности надземных частей растений и в зоне их ризосферы, называются эпифитными. Характерной особенностью этих микроорганизмов является то, что они способны питаться выделениями растений, не погибая от фитонцидов, и устойчивы к условиям пониженной влажности. Микрофлора растений составляет неотъемлемую часть внешней среды, с которой взаимодействуют растения.
Эпифитные микроорганизмы являются антагонистами фитопатогенных бактерий и гнилостных грибов, тем самым, предохраняя растения от заболеваний. Соотношение микроорганизмов в сообществе закономерно отражает физиолого-биохимическое состояние растительного организма в процессе онтогенеза.
Изучение и сохранение эпифитных микроорганизмов является важной задачей биотехнологии микробных препаратов для биологической защиты растений.