VII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2015

Растения обладают рядом защитных свойств, обеспечивающие неспецифическую устойчивость против подавляющего большинства патогенных гетеротрофов. Эти свойства можно разделить на две большие группы – механические, которые препятствуют проникновению микроорганизмов и гуморальные (растворимые), которые вырабатываются самими растениями.

К механическим свойствам относится: поверхность листа, покрытая восковидным налетом или густым слоем волосков, которая трудно смачивается. Попадающие на нее капли воды, в которых могут находиться споры патогенных микроорганизмов, не задерживаются на листе, а скатываются с него, что также снижает возможность заражения.

Среди гуморальных свойств большая роль принадлежит способности растений образовывать фитонциды - вещества, обладающие мощным бактерицидным действием и оказывающие избирательное воздействие на ряд микроорганизмов и насекомых.

Цель исследования: выяснение влияния веществ растительного происхождения, таких как, биофлавоноиды и эфирные масел на рост и развитие микроорганизмов.

Задачи исследования:

1. Выделение биофлавоноидов и эфирных масел из мяты перечной и сосны обыкновенной.

2. Изучение влияния биофлавоноидов и эфирных масел мяты перечной и сосны обыкновенной на выживаемость бактерий.

3. Изучение совместного влияния биофлавоноидов и эфирных масел с перекисью водорода.

4. Анализ полученных результатов.

Предмет исследования: ростовые характеристики микроорганизмов.

Объект исследования: бактерия Eschrichie coli.

Гипотеза: предполагается, что совместное действие биофлавоноидов и эфирных масел мяты перечной и сосны обыкновенной с перекисью водорода могут влиять на численность микроорганизмов в природных биоценозах.

Растения способны синтезировать большое количество разнообразных веществ. Это в основном вещества чисто растительного происхождения, которые у животных, как правило, не встречаются. Их называют веществами вторичного происхождения, к которым относятся терпены и терпеноиды, фенольные соединения, алколоиды, органические кислоты алифатического ряда, гликозиды, флавоноиды и антоцианы.

Для выделения и количественное определение биофлавоноидов из мяты перечной и сосны обыкновенной навеску исследуемого материала (мята перечная и сосна обыкновенная) в количестве 100 мг заливали 50 мл горячей дистиллированной воды и кипятили в течение 5 минут. Для количественного определения биофлавоноидов использовался метод, основанный на способности рутина окисляться перманганатом калия, с применением в качестве индикатора индигокармина, который вступал в реакцию с KMnO₄ после того, как окислится весь рутин. Полученный экстракт охлаждали, отбирали 10 мл и переносили в стаканчик, куда наливали еще 10 мл дистиллированной воды и 5 капель индигокармина (появлялось синее окрашивание). Тщательно перемешивая жидкость в колбе, содержимое титровали раствором KMnO₄ до появления устойчивой желтой окраски.

Для расчета содержания биофлавоноидов (мкг) использовали следующую формулу:

X=AV₁ k/V₂P,

Где к – стандартный коэффициент титрования;

A – количество 0, 01 моль/л раствора KMnO₄, использованное на титрование (мл);

V₁ –объем, в котором растворена взятая для анализа навеска (мл);

V₂ - объем раствора, взятого для титрования (мл);

P – количество сухого вещества (г), взятого для анализа.

Изучения влияния биофлавоноидов и эфирных масел мяты перечной и сосны обыкновенной на биологические свойства бактерий проводили по следующей методике: готовили взвесь бактерий: 24–часовую агаровую культуру микроорганизмов E. Coli смывали стерильным 0,9% раствором хлорида натрия и готовили микробную взвесь, которую по 5 мл добавляли в семь пробирок. Затем, во вторую - 0,5 мл культуры, в третью – 0,5 мл эфирного масла мяты перечной, в четвертую – 0,5 мл эфирного масла сосны обыкновенной, в пятую – 0,5 мл перекиси водорода, в шестую – 0,5 мл эфирного масла мяты перечной и 0,5 мл перекиси водорода, в седьмую – 0,5 мл эфирного масла сосны обыкновенной и 0,5 мл перекиси водорода.

Все пробирки тщательно перемешивали. В первую и во вторую, третью, четвертую пробирки добавляем по 1 мл физиологического раствора и снова перемешивали.

Из каждой пробирки брали по 0,2 мл раствора и помещали в 96- луночный планшет в 3 поверхностях, который находился в фотометре в течение суток.

Полученные результаты были статистически обработаны, для этого вычисляли среднее арифметическое значение, отклонение от среднего значения.

Результаты определение содержания биофлавоноидов в сосне обыкновенной и мяте перечной:

Мята перечная (сухая):

X=3, 2*0, 25*50*100/10*0, 2*1000=2 мг%

В 100 мг мяты перечной содержится 2мг% биофлавоноидов.

Хвоя сосны обыкновенной (сухой):

X=3, 2*0, 15*50*100/10*0, 2*1000=1,2 мг%

В 100 мг хвои сосны обыкновенной содержится 1,2 мг биофлавоноидов.

Результаты влияние эфирных масел и биофлавоноидов мяты перечной и сосны обыкновенной вместе с перекисью водорода на ростовые характеристики бактерий представлены на рис.1.

Рис. 1 Влияние эфирных масел мяты перечной и сосны обыкновенной и в комбинации с перекисью на ростовые характеристики E.coli.

После 45 минут наблюдений оптическая плотность культуры с добавлением перекиси составляла 0,01 усл. ед., тогда как в опыте культуры с добавлением эфирного масла мяты перечной она была 0,022 усл. ед. Через 165 минут наблюдений оптическая плотность культуры с добавлением перекиси составляет 0,075 усл. ед, а в опыте культуры с добавлением эфирного масла мяты перечной она равна 0,13 усл. ед.

Следовательно, развитие культуры с добавлением эфирного масла мяты перечной опережало развитие бактерий E.coli. при влиянии на них перекиси.

Результаты влияние биофлавоноидов мяты перечной и сосны обыкновенной и в комбинации с перекисью на ростовые характеристики E.coli представлены на рис. 2.

Рис. 2. Влияние биофлавоноидов мяты перечной и сосны обыкновенной и в комбинации с перекисью на ростовые характеристики E.coli.

После 60 минуты наблюдений происходило увеличение оптической плотности культуры с добавлением биофлавоноидов мяты перечной, и она равна 0,013 усл. ед., тогда как после 135 минуты ингибирования она уже составляла 0,085 усл.ед. Оптическая плотность культуры также возрастала с 0,1 до 0,06 усл.ед. в этот же промежуток времени.

Следовательно, биофлавоноиды мяты перечной способствовали росту и развитию бактерий E.coli.

Таким образом, защитные свойства растений от патогенных микроорганизмов зависят от содержания в них разнообразных групп химических соединений: алкалоидов, биофлавоноидов, дубильных веществ, гликозидов, эфирных масел, фенольных соединений, смол и других веществ, а также от присутствия перекиси водорода.

Из экспериментов следует, что эфирные масла и биофлавоноиды мяты перечной и сосны обыкновенной способствуют росту и развитию большинства бактерий, вызывая их быстрый прирост биомассы.

При влиянии перекиси водорода на микроорганизмы происходят нарушения в процессе их деления, их рост и развитие снижается. Тем самым перекись является защитным барьером от действия патогенных бактерий.

При совместном влиянии перекиси водорода и эфирных масел мяты перечной и сосны обыкновенной наблюдаются изменения в защитных свойствах растений. Для большинства бактерии это совместное влияние губительно.

Следовательно, гипотеза подтверждается – совместное влияние эфирных масел и биофлавоноидов мяты перечной и сосны обыкновенной влияют на численность микроорганизмов в природных биоценозах.

Литература

1. Биохимия растений / Под ред. к.б.н. Л.А. Красильниковой. Ростов н/ Д: феникс, Харьков, 2002 г. – 376с.

2. Влияние каротиноидов на взаимодействие пигмент – белковых комплексов в мембранах фотосинтезирующих бактерий. /А.А. Москаленко, О.А. Торопыгина. - М.: Высшая школа, 2001 г. – 407с.

3. Градова Н.Б. Лабораторный практикум по общей микробиологии. – М.: Дрофа, 2000 г. – 115с.

4. Громов Б.В., Павленко Г.В. Экология бактерий. - М.: Дрофа, 1989г. - 544с.

5. Золотов Ю.А., Иванов В.М. Химические тест - методы анализа. – М.: Едиториал УРСС, 2006 г. 304с.

6. Нетрусов А.И. Микробиология. - М.: Академия, 2006 г. - 352с.

7. Полуденный Л.В., Соткин В.П. Эфиромасличные и лекарственные растения. - Москва «Колос», 1979г. - 285с.

8. Тюкавкина Н.А. Биофлавоноиды. Химия, пища, лекарства, здоровье: Актовая речь. – М, 2002г. – 56с.

Код для цитирования: Скопировать