Rafał Madaj1*, Halina Kalinowska2, Witold Sroczyński1,Elżbieta Sobiecka1 1) Instytut Podstaw Chemii Żywności, Wydział Biotechnologii i Nauk o Żywności, Politechnika Łódzka, ul. Stefanowskiego 4/10, 90-924, Łódź
2) Instytut Biochemii Technicznej, Wydział Biotechnologii i Nauk o Żywności, Politechnika Łódzka, ul. Stefanowskiego 4/10, 90-924 Łódź
*e-mail autora do korespondencji: rafal.madaj@edu.p.lodz.pl
Nitrowe związki aromatyczne to toksyczne i wyjątkowo odporne na biodegradację ksenobiotyki. Obecność tych związków w środowisku wynika z ich masowej produkcji oraz tendencji do bioakumulacji. Stanowią one poważne wyzwanie dla współczesnej nauki. Dużo uwagi poświęca się obecnie metodom degradacji mikrobiologicznej, ze względu na niskie koszty jej prowadzenia przy równoczesnej wysokiej wydajności.
Celem pracy było zbadanie wpływu materiałów odpadowych zastosowanych jako matryce immobilizacyjne grzybni Phanerochaete chrysosporium na proces rozkładu kwasu 3,5-dinitrosalicylowego (DNS) w reaktorze przepływowym. Roztwór DNS w buforze cytrynianowym o pH początkowym w zakresie 3,5–6,5 przepuszczano przez bioreaktor wypełniony grzybnią immobilizowaną na wysłodkach buraczanych, zrębkach bukowych, lub piance poliuretanowej. Zmiany stężenia substratu kontrolowano za pomocą wysokosprawnej chromatografii cieczowej (HPLC).
Wykazano bardzo wyraźny spadek stężenia substratu, z blisko 90% zmianą w przypadku hodowli o początkowym pH 6,5 dla grzyba unieruchomionego na wysłodkach buraczanych w przeciągu 4 tygodni. Zaobserwowano stopniowe ciemnienie podłoża hodowlanego. Wykryto również wzrastające stężenie azotanów (V) i azotanów (III), wskazujące na odrywanie grup nitrowych ze struktury związku, co potwierdziły badania na spektrometrze masowym.
Udowodniono, że matryca, na której unieruchomiono P. chrysosporium ma wprawdzie wpływ na proces rozkładu, jednak jest on drugorzędny. Najważniejszym czynnikiem mającym wpływ na biodegradację okazało się pH początkowe procesu, zapewniające optymalne środowisko dla rozwoju grzybni i syntezy enzymów odpowiedzialnych za rozkład aromatycznych związków nitrowych.
OCHRONA EX SITU GATUNKU Z MIĘDZYNARODOWEJ LISTY IUCN PULSATILLA VERNALIS MILL
Ewa Michalska1*, Marcin Kiedrzyński1, Katarzyna Zielińska1 1) Katedra Geobotaniki i Ekologii Roślin, Wydział Biologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Łódzki, ul. Banacha 12/16,90-237 Łódź
*e-mail autora do korespondencji: ewa16108@gmail.com
Pulsatilla vernalis to cenny gatunek reliktowy, zagrożony wyginięciem,
wpisany na Czerwoną Listę IUCN. Jego zasięg obejmuje główne łańcuchy górskie Europy środkowej i Góry Skandynawskie oraz pojedyncze stanowiska na niżu będące pozostałością po dużo większym zasięgu geograficznym tego gatunku w okresie zlodowacenia północnopolskiego. Ostatnie badania wskazują na drastyczne zmniejszanie się liczby stanowisk na niżu europejskim. Dotychczasowe próby ochrony
P. vernalis in situ, czyli na stanowiskach naturalnych, nie zapobiegły procesowi
zmniejszania się nielicznych populacji. W obecnych warunkach zmieniającego się klimatu i degradacji środowiska przyrodniczego, najlepszym rozwiązaniem jest ochrona ex situ, która będąc wyzwaniem dla świata nauki i praktyki związanej z ochroną różnorodności biologicznej, jest zarazem jedyną skuteczną formą ratowania tej niezwykle cennej, reliktowej rośliny.
Celem opisywanego projektu było kontrolowane zapylanie kwiatów roślin, które wyrosły w Ogrodzie Botanicznym w Łodzi z nasion pochodzących z naturalnych stanowisk niżowych. Otrzymano czyste genetycznie nasiona, które po zaważeniu i wykonaniu pomiarów biometrycznych będą użyte – w dalszej części eksperymentu – do uzyskania siewek. Uzyskane młode osobniki powiększą kolekcję w Ogrodzie Botanicznym i posłużą do restytucji gatunku na stanowiskach naturalnych. W efekcie eksperyment ten pomoże opracować metody pozwalające na ochronę puli genowej populacji P. vernalis oraz uzyskać zabezpieczającą przetrwanie gatunku liczbę kwitnących okazów hodowanych ex situ. Szczegółowa analiza tempa rozwoju poszczególnych osobników oraz ich kwitnienia i owocowania w kolejnych sezonach przyczyni się do poszerzenia wiedzy o biologii i ekologii sasanki.
LOLIUM WESTERWOLDICUM W BIOLOGICZNYM OCZYSZCZANIU GLEB Z CYNKU
Lidia Mielcarz-Skalska1*, Beata Smolińska1
1) Instytut Podstaw Chemii Żywności, Wydział Biotechnologii i Nauk o Żywności, Politechnika Łódzka, ul. Wólczańska 171/173 90-924 Łódź
*e-mail autora do korespondencji: lidiamielcarz@gmail.com
Konwencjonalne metody remediacji gleb są kosztowne oraz mocno ingerują w środowisko naturalne, a metody biologiczne są procesami długotrwałymi. Z tego powodu stosuje się połączenie obu technik. Jednymi z nowszych środków chemicznych mających potencjalne zastosowanie w fitoremediacji wspomaganej są nanocząstki żelaza. Ich działanie polega na zachodzeniu m.in. procesów sorpcji i adsorpcji z cząstkami gleby.
Ze względu na bardzo szerokie zastosowanie cynku (m.in. farmacja, przemysł chemiczny lub metalurgiczny) znaczne ilości tego pierwiastka dostają się do środowiska, gdzie w dużych stężeniach działają toksycznie. Takie zanieczyszczenie jest bardzo niebezpieczne dla organizmów żywych, szczególnie roślin. Może powodować spowolnienie kiełkowania, zahamowanie rozwoju, chlorozę, a nawet nekrozę. Dodatkowo nadmiar cynku poprzez łańcuch troficzny może stanowić zagrożenie dla człowieka.
Celem pracy jest opracowanie metody usuwania cynku z nadmiernie zanieczyszczonych gleb przy zastosowaniu trawy – Lolium westerwoldicum wspomaganej nZVI.
Pierwszym etapem badań było sprawdzenie, czy zastosowanie nZVI jako dodatku stabilizującego w procesie oczyszczania gleby, nie jest toksyczne w stosunku do Lolium westerwoldicum. Przeprowadzone doświadczenia wykazały, że nZVI są w niewielkim stopniu pobierane z gleby. Żelazo gromadzi się w zewnętrznych warstwach korzeni albo agreguje się na ich powierzchni i zamyka dalszy dostęp do tkanek. Wzrost długości pędów i korzeni przy zastosowaniu nanocząstek żelaza może wynikać z przylegania nanożelaza do cząstek gleby, co powoduje stymulację części podziemnej i zwiększenie powierzchni ryzosfery. Dodatkowo zwiększa się dostępność składników odżywczych z gleby i nZVI mogą działać jako nawóz.
Następnie przeprowadzono proces fitoremediacji wspomaganej gleby zanieczyszczonej 5 g cynku/kg gleby, z zastosowaniem nZVI w stężeniach: 5; 10; 50 i 100 g/kg gleby. Wykazano, że dodanie nZVI wzmacnia procesy stabilizacji metalu w glebie. Nie obserwowano żadnego transportu żelaza lub jego nadmiernej zawartości w korzeniach i pędach. Analiza cech metabolicznych wykazała, że roślina uruchamia system antyoksydacyjny i lepiej neutralizuje wpływ cynku na tkanki.
Wyniki wykazały, że najbardziej skuteczne w usuwaniu cynku z gleby, przy jednoczesnej poprawie wzrostu roślin, było zastosowanie 50 g nZVI na kg gleby.
ROLA GŁÓWNEGO KOMPLEKSU ZGODNOŚCI TKANKOWEJ W PROCESACH