7. Түйнек бактериялары негізіндегі бактериялық препараттар, нитрагин және ризоторфин алу технологиясын келтіріңіз

Топырақтағы микрофлора оның құнарлылығына, өсімдіктердің өнімділігіне әсер етеді.Топырақ микроорганизмдеріі өсу барысында топырақтың құнарлылығын жақсартып, ол жерде құнарлы заттарды жинақтап, органикалық заттарды минерализациялап,оларды өсімдіктердің қоректенуі үшін азық компоненттеріне ыдыратады. Бұл үрдіс үшін әртүрлі бактериальдық тыңайтқыштарды пайдаланады, ол ризосфера мен өсімдіктерді пайдалы заттармен байытады. Бактериальды препарат алуда пайдаланылатын микроорганизмдер өсімдіктерді минералды элементтермен байытып қана қоймай фмзиологиялық белсенді заттармен(фитогормон,витамин) байытады.Қазіргі кезде нитрагин, ризоторфин, азотобактерин, фосфобактерин, экстрасол секілді бактериальды тыңайтқыштар шығарылуда.

Түйнек бактерия препараттарын алу технологиясы:Отандық өндіріс түйнек бактерияларының 2 түрлі препаратаын шығарады: нитрагин және ризоторфин. Екеуі де Ризобиум туысына жататын белсенді тіршілік ететін түйнек бактериялары негізінде жасалынады. Бұл бактериялар бұршақ дақылдарымен симбиозда азотты фиксациялауға қабілетті, оны өсімдік оңай сіңіретін қосылыстарға айналдырады.

Ризобиум туысындағы бактериялар-қатаң аэробтар.Олардың арасында белсенді,белсенділігі аз және белсенді емес түрлері бар.Түйнек бактерияларының белсенді критерийі болып олардың бұршақ дақылдарымен симбиоз кезінде, атмосфералық азотты фиксациялап,оны өсімдік қоректенуі үшін қосылыстарға айналдырады.

Атмосфералық азоттың фиксациясы тек өсімдік тамырында түзілетін түйнектерге негізделеді. Ол тамыр жүйесін Ризобиум туысындағы бактериялармен жұқтырғанда пайда болады.Тамыр жүйесінің зақымдануы тамыр қылтандарынан бастау алады. Оны енгізгеннен соң олар инфекциялық талшықтарға айналғанша өседі. Өскен талшықтар эпидермис қабатынан өтіп, тамыр қабатына өтеді, тамырдың жасушасына тарап, жайылады.Осының өзінде ұлпалар өсіп, қожайын жасушаның бөлінуі индуцирленеді. Бактериялардың локализацияланған жерінде қожайын-өсімдік тамырында түйнектер пайда болады, сол жерде бактериялар көбейіп,өсімдік клеткасының цитоплазмасында біртіндеп немесе топпен орналасады. Бактериальдық жасушалардың бірнеше рет өзгеріп,түсін өзгертеді. Егерде түйнектер қызыл немесе ақшыл қызыл түсті болса,легоглобин(леггемоглобин) пигментінің болуы-жануарлар қанындағы гемоглобин аналогы,онда олар молекулалық азотты фиксациялауға қабілетті.Боялмаған (“бос”) немесе жасыл түсі бар түйнектер азотты фисацияламайды.

Түйнекте орналасқан бактериялар молекулалы азотты аммиакқа дейін қалына келтіретін белсенді нитрогеназамен ферментті жүйе синтездейді. Аммиак ассимиляциясы негізінен оның тізбегіне ақуыз биосинтезі жүруіне ықпал тигізетін глутамин мен глутаминді қышқыл түзулуіне әкелумен сипатталады.

Түйнек бактерияларының сипаттамасы белсенділігінен басқа вируленттілік критерийі қолданылады. Ол микроорганизмдердің бұршақ өсімдіктерңмен симбиозға түсуге, яғни тамыр талшықтарынан тамыр ішіне еніп түйнек түзілуімен сипатталынады.Ең маңыздысы ішке ену жылдамдығы болып табылады.Симбиоздың кешенінде өсімдіктер-Ризобиум бактериялары құнарлы заттармен қамтамасыз етіледі, ал өсімдіктерді азоттық қосылыстармен құнарландырады. Ал вируленттік байланысы белгілі бір нақты бұршақ өсімдіктерімен симбиозда болумен сипатталады. Ризобиумның классификациясы қожайын-өсімдікке байланысты,мысалы: ризобиум фасоли-фасольға;ризобиум лютини-лютинге,сараделлаға және т.б. Вируленттілігі мен түререкшелігі өзара бірлескен және штаммның тұрақты қасиеті болып табылмайды.

Бактериальды тыңайтқыштарды өндірудің негізгі міндеті болып максималды өміршең жасушаларды жинау, технологиялық үдерістердің барлық деңгейлерінде олардың өміршеңдігін сақтау,олардың негізінде дайын препарат алып,бекітілген жарамдылық мерзіміне дейін белсенділігін сақтау.

Отандық өндіріс нитрагиннің 2 түрін шығарады:топырақты және құрғақ. Ең алғашқы топырақты субстраттағы түйнек бактерияларының дақылы 1911 жылы Мәскеудің бактериальды-аграномиялық станциясында жасалды. Қазіргі кезде бұл өндіріске шектеу бар,себебі технологиясы күрделі және жұмыс жасауда қиындық әкеледі.Ең өзектісі құрғақ нитрагин өндірісі.

Құрғақ нитрагин қоспасында толтырғышы бар,1г-да кем дегенде 9 млрд. Өміршең бактериялары бар ақшыл сұр түсті ұнтақ.Ылғалдылығы 5-7 %-дан аспайды.Өндірудің типтік схемасы бар.Кептіруге төзімді штаммдарды таңдаған жөн.Егін материялының өндірісі үшін түйнек бактерияларының дақылдарын бұршақ тұқымының қайнатпасы бар,2% агар және 1% сахарозасы бар агарлы ортада өсіреді, сосын дақылды ph 6,5-7,5, 28-30С-та 1-2 тәулік сұйық қоректік ортада көбейтеді. Өндірістік дақылдаудың барлық кезеңдерінде қоректік орталар пайдаланылады,құрамында:меласса,жүгері экстрактысы, магний немесе аллюминий түріндегі минералды тұздар бар, натрий хлориді және қос калий фосфаты.Негізгі ферментация осы шарттарға сай 2-3 тәулік жүреді.Дайын дақылдық сұйықтықты сепарациялайды,нәтижесінде ылғалдылығы 70-80% паста тәрізді биомасса алынады.Пастаны (1:20) қатынастағы тиомосевина мен мелассасы бар қоғаныш ортамен араластырып кептіруге жібереді.Сублимация жолымен кептіреді (вакуум-кептіргіш шкаф).Алынған биомассаны ұнтақтайды.Маңыздысы болып бүркігіш кептіргіште кептіру болып табылады,бірақ бұдан 75% жасуша өміршеңдігінен айырылады.Құрғақ нитрагин препаратын бөлшектеп өлшеп және 1кг-0,2-нан полиэтиленді қалталарға гермитизациялайды,6 ай бойы 15С сақтайды. Тұқымды себер алдында опалайды.Нитрагинді енгізу өнімділікті орта шамамен 15-20%-ға жоғарылатады.

Түйнек бактериялық препараттар ризоторфин түрінде шығарылуы да мүмкін.Ең алғашқы түйнек бактерияларының шымтезектік препараты 30-шы жылдары жасалынды,бірақ технологиясы 1973-77 басталды.Ризоторфин дайындау үшін шымтезекті 100С жоғары температурада ұстайды,оны кептіріп үгітеді.Ең кең әсерлі залалсыздандыру болып гамма сәулесімен іске асады.Залалсыздандыру алдында ең алдымен ұнтақты бормен бейтараптандырылған 30-40%-ға ылғалданған шымтезекті бөлшектеп бөліп полиэтиленді қалтаға салады.Сосын оны сәулелеп,шприц көмегімен түйнек бактерияларымен жұқтырады,соның нәтижесінде түйнек бактериялары бар қоректік орта себіледі. Бактериялар енгізілгеннен кейін шприц жабысқақ лентамен бекітіледі. Әрбір ризоторфин грамында 2,5млрд интенсивті азотфиксациялауға және бәсекеге қабілетті өміпшең жасушалар болу керек. Препаратты 5-6С пен 40-50% ауа ылғалдылығында сақтайды.Қаптау жолы салмағы 0,2-ден 1,0кг дейін болуы мүмкін.Препараттың дозасы га-ға 200г-нан.Тұқымдарды жұқтыру келесідей жүреді: ризоторфинді сумен араластырып екі қабатты дәкеден сүзеді.Алынған суспензиямен тұқымды өңдейді.Тұқымдарды өңдеу кезінде немесе келесі күні себеді.

Тұқымдарды өңдеу дүниежүзілік ауылшаруашылық тәжірибиеге енгізілді.Бұндай препараттарды АҚШ пен Австралия өндіреді.