Celulolytické bakterie patří mezi nedílné součásti globálního cyklu uhlíku. Spolu s ostatními celulolytickými organismy degradují velmi odolnou celulózu na jednoduché sacharidy. Toho dosahují prostřednictvím specifických, jimi produkovaných enzymů. Celulolytické bakterie samozřejmě nenachází využití pouze v klíčových přírodních procesech, ale také v průmyslu.
V této práci byl proveden screening a stanovení celulolytické aktivity psychrofilních a mezofilních celulolytických bakterií izolovaných ze stojatých povrchových vod. Screening a stanovení celulolytické aktivity probíhalo na selektivním karboxymethyl celulózového (CMC) agaru v kombinaci se zobrazením projasněných zón Lugolovým roztokem. Z celkového počtu 90 izolátů (50 mezofilních a 40 psychrofilních) bylo 40 % mezofilních a 38 % psychrofilních izolátů celuloticky aktivních. U celulolytických izolátu byla následně stanovena kvantitativní hodnota celulolytické aktivity vyjádřená jako enzymatický index. Enzymatický index se u mezofilních izolátů pohyboval v rozmezí 0,31 až 3,72 a u psychrofilních izolátů v rozmezí 0,46 až 6,23. Celulolytické izoláty byly nakonec charkterizovány pomocí Gramova barvení a KOH testu, přičemž jak u mezofilních, tak u psychrofilních celulolytických izolátů převažovaly gramnegativní tyčinky.
Anotace v angličtině
Cellulolytic bacteria belong to integral components of the global carbon cycle. They degrade very resistant cellulose into simple carbohydrates together with other cellulotyc organisms. This process is facilitated by specialized enzymes that they produce. Except their ecological importance, these bacteria have also industrial utilization potential.
This study focused of screening and assessment of cellulolytic activity in psychrophilic and mesophilic cellulolytic bacteria isolated from stagnant waters. The evaluation was conducted using selective carboxymethylcellulose (CMC) agar, complemented by Lugol's solution to visualize the zones of clearance. Out of 90 isolates (50 mesophilic and 40 psychrophilic), 40% of the mesophilic and 38% of the psychrophilic bacteria exhibited cellulolytically active. The enzymatic index, reflecting the extent of cellulolytic activity, was measured for these active isolates. It varied from 0.31 to 3.72 among mesophilic isolates and from 0.46 to 6.23 for psychrophilic isolates. The cellulolytic bacteria were further characterized using by Gram staining and the KOH test, demonstrating a predominance of Gram-negative rods in both temperature groups.
Celulolytické bakterie patří mezi nedílné součásti globálního cyklu uhlíku. Spolu s ostatními celulolytickými organismy degradují velmi odolnou celulózu na jednoduché sacharidy. Toho dosahují prostřednictvím specifických, jimi produkovaných enzymů. Celulolytické bakterie samozřejmě nenachází využití pouze v klíčových přírodních procesech, ale také v průmyslu.
V této práci byl proveden screening a stanovení celulolytické aktivity psychrofilních a mezofilních celulolytických bakterií izolovaných ze stojatých povrchových vod. Screening a stanovení celulolytické aktivity probíhalo na selektivním karboxymethyl celulózového (CMC) agaru v kombinaci se zobrazením projasněných zón Lugolovým roztokem. Z celkového počtu 90 izolátů (50 mezofilních a 40 psychrofilních) bylo 40 % mezofilních a 38 % psychrofilních izolátů celuloticky aktivních. U celulolytických izolátu byla následně stanovena kvantitativní hodnota celulolytické aktivity vyjádřená jako enzymatický index. Enzymatický index se u mezofilních izolátů pohyboval v rozmezí 0,31 až 3,72 a u psychrofilních izolátů v rozmezí 0,46 až 6,23. Celulolytické izoláty byly nakonec charkterizovány pomocí Gramova barvení a KOH testu, přičemž jak u mezofilních, tak u psychrofilních celulolytických izolátů převažovaly gramnegativní tyčinky.
Anotace v angličtině
Cellulolytic bacteria belong to integral components of the global carbon cycle. They degrade very resistant cellulose into simple carbohydrates together with other cellulotyc organisms. This process is facilitated by specialized enzymes that they produce. Except their ecological importance, these bacteria have also industrial utilization potential.
This study focused of screening and assessment of cellulolytic activity in psychrophilic and mesophilic cellulolytic bacteria isolated from stagnant waters. The evaluation was conducted using selective carboxymethylcellulose (CMC) agar, complemented by Lugol's solution to visualize the zones of clearance. Out of 90 isolates (50 mesophilic and 40 psychrophilic), 40% of the mesophilic and 38% of the psychrophilic bacteria exhibited cellulolytically active. The enzymatic index, reflecting the extent of cellulolytic activity, was measured for these active isolates. It varied from 0.31 to 3.72 among mesophilic isolates and from 0.46 to 6.23 for psychrophilic isolates. The cellulolytic bacteria were further characterized using by Gram staining and the KOH test, demonstrating a predominance of Gram-negative rods in both temperature groups.
Mikrobiologický rozbor a izolace bakterií z životního prostředí.
Skríning celulolytické aktivity.
Vyhodnocení výsledků a formulace závěrů práce.
Zásady pro vypracování
I.Teoretická část
Celulolytická aktivita.
Bakterie s celulolytickou aktivitou.
II.Praktická část
Mikrobiologický rozbor a izolace bakterií z životního prostředí.
Skríning celulolytické aktivity.
Vyhodnocení výsledků a formulace závěrů práce.
Seznam doporučené literatury
JAIN, Devendra, RAVINA, Ali Asger BHOJIYA, Surya CHAUHAN, Deepak RAJPUROHIT a Santosh R. MOHANTY. Polyphasic Characterization of Plant Growth Promoting Cellulose Degrading Bacteria Isolated from Organic Manures. Current Microbiology. 2021, 78(2), 739-748. ISSN 0343-8651. Dostupné z: doi:10.1007/s00284-020-02342-3
GUDER, Daba Gudeta a M.S.R. KRISHNA. Isolation and Characterization of Potential Cellulose Degrading Bacteria from Sheep Rumen. Journal of Pure and Applied Microbiology. 2019, 13(3), 1831-1839. ISSN 09737510. Dostupné z: doi:10.22207/JPAM.13.3.60
GUPTA, Pratima, Kalpana SAMANT a Avinash SAHU. Isolation of Cellulose-Degrading Bacteria and Determination of Their Cellulolytic Potential. International Journal of Microbiology. 2012, 1-5. ISSN 1687-918X. Dostupné z: doi:10.1155/2012/578925
Seznam doporučené literatury
JAIN, Devendra, RAVINA, Ali Asger BHOJIYA, Surya CHAUHAN, Deepak RAJPUROHIT a Santosh R. MOHANTY. Polyphasic Characterization of Plant Growth Promoting Cellulose Degrading Bacteria Isolated from Organic Manures. Current Microbiology. 2021, 78(2), 739-748. ISSN 0343-8651. Dostupné z: doi:10.1007/s00284-020-02342-3
GUDER, Daba Gudeta a M.S.R. KRISHNA. Isolation and Characterization of Potential Cellulose Degrading Bacteria from Sheep Rumen. Journal of Pure and Applied Microbiology. 2019, 13(3), 1831-1839. ISSN 09737510. Dostupné z: doi:10.22207/JPAM.13.3.60
GUPTA, Pratima, Kalpana SAMANT a Avinash SAHU. Isolation of Cellulose-Degrading Bacteria and Determination of Their Cellulolytic Potential. International Journal of Microbiology. 2012, 1-5. ISSN 1687-918X. Dostupné z: doi:10.1155/2012/578925
Přílohy volně vložené
-
Přílohy vázané v práci
grafy, schémata, tabulky
Převzato z knihovny
Ne
Plný text práce
Přílohy
Posudek(y) oponenta
Hodnocení vedoucího
Záznam průběhu obhajoby
Otázky oponenta: 1. V čem spočívá rozdíl mezi krystalickými strukturami celulózy Iα a Iβ (kap. 1.1.1)? 2. K metodice: při výběru bakterií vyrostlých na BHI agarech bylo vždy přeočkováváno vybraných 5 typů kolonií mezofilních a 4 psychrofilní (kap. 7.1 ): tento počet byl vybrán z kapacitních důvodů či z důvodů jiných? Jakým klíčem byly kolonie pro izolaci vybírány? 3. Lze aspoň zhruba odhadnout, jaký podíl z narostených kolonií na BHI agarech tvořilo oněch 5 vybraných mezofilních, resp. 4 vybrané psychrofilní izoláty? 4. K metodice: je ve vědecké literatuře doloženo, že bakteriální enzymy katalyzující rozklad celulózy mají identický účinek i na karboxymethylcelulózu? 5. Změnil byste nějak po získaných zkušenostech postup získávání celulolytických bakterií? 6. Jaká teplota byla použita pro kultivaci psychrofilních celulolytických bakterií izolovaných z Antarktického permafrostu v práci Soarese et al. (2012)?
Po prezentaci práce studentem a po zhodnocení odpovědí studenta na dotazy oponenta byla vedena rozprava, ve které student odpovídal na doplňkové dotazy členů komise.
Doplňující otázky: doc. Julinová: Čemu odpovídají chybové úsečky ve Vašich grafech? doc. Růžička: V jakých průmyslových odvětvích se celulázy používají? doc. Bednařík: Jak jste počítal celkové procentuální zastoupení celulolytických izolátů ve Vašich vzorcích?
Na veškeré dotazy odpověděl student výborně a bez chyb; po zohlednění návrhů školitele i oponenta pak komise rozhodla o celkovém hodnocení obhajoby.