Projekti / Programi
Mikrobna fiziologija in mikrobna ekologija
01. januar 1999
- 31. december 2003
Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
4.03.00 |
Biotehnika |
Rastlinska produkcija in predelava |
|
1.05.00 |
Naravoslovje |
Biokemija in molekularna biologija |
|
1.03.00 |
Naravoslovje |
Biologija |
|
Koda |
Veda |
Področje |
B230 |
Biomedicinske vede |
Mikrobiologija, bakteriologija, virologija, mikologija |
P004 |
Naravoslovno-matematične vede |
Biokemija, presnova |
B410 |
Biomedicinske vede |
Veda o zemlji, poljedeljska hidrologija |
B433 |
Biomedicinske vede |
Fiksacija dušika |
B260 |
Biomedicinske vede |
Hidrobiologija, morska biologija, ekologija voda, limnologija |
Mikrobiologija, Fiziologija, Ekologija, Dušik, Regulacija, Mineralizacija/imobilizacija, Nitrifikacija, Denitrifikacija, Fiksacija N2, Mikrobna biomasa, Reduktaze, Amonij, Nitrat, Nitrit, Didušikov oksid, Struktura Mikrobne združbe, Virusi, Prenos genov, Kompetenca
Raziskovalci (12)
Organizacije (1)
Povzetek
V okviru raziskovalnega programa proučujemo regulacijo metabolizma dušika na ekološki in fiziološki ravni. Študij mineralizacije/imobilizacije, nitrifikacije, denitrifikacije in fiksacije molekularnega dušika poteka na poenostavljenih laboratorijskih modelnih sistemih. Dobljeni rezultati so preverjeni v kompleksnih naravnih razmerah, kot so tla in vode.
1. Mineralizacija/imobilizacija: Povdarek bo na proučevanju dejavnikov, ki uravnavajo obseg prevezave mineralnega dušika v mikrobno biomaso in njeno obstojnost v tleh. Glavni proučevani dejavniki bodo pH, temperatura, dostopnost energetskega substrata, kisika in vode.
2. Nitrifikacija: Preliminarni rezultati nakazujejo, da pri procesu nitrifikacije lahko oscialacije pH vrednosti in vsebnosti kisika vplivajo na akumulacijo nitrita. V nadaljnih študijah bo podrobneje proučevana regulacijska vloga teh dejavnikov na nitritacijo in nitratacijo. Akumulacija nitrita v procesu nitrifikacije je posebej zanimiva za biotehnološke postopke čiščenj odpadnih voda s sklapljanjem nitrifikacije in denitrifikacije za odstranjevanje viškov dušika.
3. Denitrifikacija: V disimilativni presnovi nitrata poleg membransko vezane nitratne reduktaze sodeluje pri nekaterih bakterijah tudi periplazemska nitratna reduktaza (Nap), za katero fiziološka vloga še ni utrjena. Pri Pseudomonas stutzeri smo izolirali Nap protein,načrtujemo pa študij fiziološke in ekološke vloge tega proteina. 4. Biotična fiksacija dušika: Proučevana bo kompetitivnost različnih izolatov Rhizobium/Bradyrizobium pri vzpostavljanju simbiontskega odnosa ter rRazvijani kriteriji za odbiro simbiontskih partnerjev. Vrednotena bo vloga biotično fiksiranega dušika v dušični bilanci tal. 5. Mikrobne združbe: Z uporabo molekularnih tehnik bomo preučevali vpliv stresnih faktorjev na strukturo mikrobnih združb udeleženih v zgoraj omenjenih procesih presnove dušika. Vrednoten bo tudi vpliv horizontalnega in vertikalnega genskega prenosa na strukturo in dinamiko mikrobnih združb.Proučevali bomo naravne bakterijske izolate, ki so sposobni sprejeti DNA iz okolja oz. imajo genetsko zasnovo za razvoj genetske kompetence. Osredotočili se bomo na mehanizem feromonskega medceličnega signaliziranja in regulacijo razvoja genetske kompetence. Proučevana bo vloga virusa kot biološkega faktorja pri kontroli bakterijske populacije in strukturiranju mikrobne združbe. Na modelnih sistemih bo raziskovan vpliv virusov na pretok dušika, ogljika in ostalih nutrientov. Na molekularni ravni pa bo v modelnih sistemih raziskovan vpliv dostopne energije na izid profagne indukcije in peocesi virusne replikacije.
Pomen za razvoj znanosti
Izvajanje programa bo razširilo spoznanja o fizioloških posebnosti mikrooorganizmov, ki so udeleženi v ključnih pretvorbah dušika. Rezultati raziskav bodo doprinesli k razumevanju vloge proučevanih abiotičnih in biotičnih dejavnikov okolja pri regulaciji zgoraj navedenih procesov na molekularni in fiziološki ravni. Tako pridobljena znanja bodo omogočala boljše poznavanje strukture mikrobnih združb in njihove dinamike v ekosistemu. Rezultati raziskovanj bodo posredovani javnosti v ustreznih znanstvenih in strokovnih publikacijah.
Pomen za razvoj Slovenije
Poleg pridobivanja novega bazičnega znanja bodo rezultati predlaganega programa pomembni za boljše gospodarjenje z dušikom, kar je prepoznana nujnost tako v svetovnem kot tudi v slovenskem merilu. Posegi v naravo, predvsem nesmotrna uporaba dušika v kmetijstvu, lahko vodijo do akumulacije viškov hazardnih dušikovih metabolitov, npr. nitrita in nitrata v tleh in podtalnici ter sproščanja N2O v atmosfero. Rezultati predlaganega programa lahko bistveno prispevajo k razumevanju mehanizmov akumulacije teh snovi v okolju in s tem k smoternejšemu gospodarjenju z dušikom. Rezultati bodo nudili tudi osnove za učinkovito odstranjevanje viškov dušika iz odpadnih vod. Izvajanje raziskovalnega programa bo omogočilo boljše dodiplomsko izobraževanje na področju mikrobiologije. Programska skupina pa bo z izvajanjem raziskovalnega programa nudila tudi kvalitetnejše podiplomsko usposabljanje mladih raziskovalnih kadrov.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Zaključno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Zaključno poročilo