КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер 24-14-20030

НазваниеОценка негативного воздействия нефтяного загрязнения на природные микробоценозы методами биотестирования и молекулярной динамики

РуководительСутормин Олег Сергеевич, Кандидат биологических наук

Организация финансирования, регион Бюджетное учреждение высшего образования Ханты-Мансийского автономного округа - Югры "Сургутский государственный университет", Ханты-Мансийский АО - Югра

Период выполнения при поддержке РНФ 2024 г. - 2026 г. 

Конкурс№91 - Конкурс 2024 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами» (региональный конкурс).

Область знания, основной код классификатора 04 - Биология и науки о жизни, 04-108 - Почвоведение

Ключевые словапочва, почвенные ферменты, загрязнение почв, оценка токсичности, ферментативные биотесты, экологический мониторинг, биотестирование, биоремедиация, нарушение, микробная деградация, нефтяные углеводороды

Код ГРНТИ87.33.35, 87.33.33

 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Крайне актуальными являются исследования направленные на получение информации о составе и разнообразии микробиомов почв с учетом их зональных и территориальных особенностей. Такие исследования способны с одной стороны оценить величину нанесенных негативных последствий нефтезагрязнения на почвенную экосистему на территории РФ в целом, с другой - информация об изменении разнообразия почвенной микробиоты под влиянием загрязнения нефтепродуктами позволит понять является ли почвенный микробиом основной причиной деградации почвенных экосистем в условиях нефтяного загрязнения. Целью данного проекта является создание эффективной системы оценки почвенных систем, загрязненных нефтепродуктам, показать, что ключевым механизмом деградации загрязненных почв является изменение микробиома почвы и предложить эффективный метод ремедиации, основанный на восстановлении микробиома почвы. Отличительной особенность предлагаемого проекта является комплексность методов и подходов для решения поставленной цели. Так, планируется сформировать банк данных о составе и разнообразии микробиоты в почвенных экосистемах, различающихся по гранулометрическому составу и содержанию гумуса, на территориях, приравненных к районам Крайнего Севера, доказать, что нарушение микробиома почвы является основной причиной деградации почвы под влиянием загрязнения нефтепродуктами, выявить границы допустимых и критичных (необратимых) изменений микробиома для почвенной экосистемы. Полученные научные сведения станут основой для дальнейших исследований роли организмов, населяющих ризосферу и обеспечивающих устойчивость почвы к нефтезагрязнению. Для оценки степени деградации почвенных экосистем будут использованы химические, микробиологические методы и методы биотестирования. Кроме того, будет проведено моделирование молекулярной динамики ферментов, входящих в состав ферментативных тест-систем, в присутствии углеводородов нефти для разработки эффективной ферментативной биотест-системы . Это позволит создать комплексный биотест для экспрессной оценки степени загрязнения и деградации почвенных экосистем при загрязнении нефтепродуктами путем оптимизации набора современных методов анализа, выбора наиболее экспрессных и чувствительных из имеющихся в настоящее время. Особой задачей является подбор наиболее эффективных способов биоремедиации нефтезагрязненных почв на территориях, приравненных к районам Крайнего Севера, с использованием микробиологических препаратов, компенсирующих нарушение структуры почвенных микробных сообществ и экотоксикологических параметров. Новизна проекта связана с исследованием механизмов роли микробиома в деградации северных почвенных экосистем, загрязненных нефтепродуктами. Исследование имеет важное прикладное значение для решения проблем охраны окружающей среды, предупреждения и ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов, разработки технологий снижений загрязнений природных сред северных территорий Российской Федерации, подвергшихся воздействию нефтепродуктов. Будут предложены новые технологии, обладающие высоким потенциалом для коммерциализации. Предлагаемое исследование является многопрофильным, мультидисциплинарным и комплексным, поскольку будет проведено по нескольким взаимосвязанным направлениям, ориентированным на новые научные знания и результаты для экологического мониторинга, почвоведения и биофизики. Масштаб и комплексность по решению конкретных задач в рамках данного проекта соответствует как перечню приоритетных направлений исследований, указанных в Стратегии научно-технологического развития Югры, п. 5.3.4. «Экологический прорыв» социально-экономического развития Ханты-Мансийского автономного округа – Югры, так и направлению Н4, утвержденному в Стратегии научно-технологического развития Российской Федерации (утверждена Указом Президента Российской Федерации от 1 декабря 2016 г. No 642 «О Стратегии научно-технологического развития Российской Федерации»).

Ожидаемые результаты
В рамках проекта будут получены следующие ожидаемые результаты: 1) Будут собраны и охарактеризованы природные образцы почв и почвенных грунтов Ханты-Мансийского автономного округа - Югра. Будет сформирован банк данных о составе и разнообразии микробиоты в природных эталонных образцах почв и почвенных грунтов на территории Ханты-Мансийского автономного округа - Югра. 2) На основе метагеномного анализа почвенной микробиоты природных эталонных образцов почв и почвенных грунтов Ханты-Мансийского автономного округа - Югра будет выяснена структура микробиома северных почв. 3) Будут рассчитаны значения параметров (EC50 и IC50) выбранных организменных и ферментативных систем в почвенных образцах, загрязненных нефтью и нефтепродуктами до и после методов биоремедации для оценки изменения интегральной токсичности нефти и нефтепродуктов для почвенной микробиоты. 4) Будут определены возможные механизмы влияния компонентов нефтепродуктов на молекулярном уровне путем оценки изменения структурно-динамических параметров ферментов, чувствительных к присутствию нефтепродуктов. 5) Будет получена информация о микробном разнообразии, физико-химических и других характеристиках загрязнённых нефтеподуктами природных почвенных образцов на территории Ханты-Мансийского округа-Югры на основе метагеномного анализа. 6) Будет проведена разработка концепции биоремедиации нефтезагрязненных почв на территориях, приравненных к районам Крайнего Севера, с использованием микробиологических препаратов, учитывающих произошедшие изменения в структуре почвенных микробных сообществ и экотоксикологические особенности почвенных образцов. Будут разработаны рекомендации по созданию микробных препаратов на основе выделенных из почвенных экосистем компонентов почвенного микробиома для эффективной ремедиации. Результаты полученные в рамках данного проекта станут основой для дальнейших исследований роли организмов, населяющих ризосферу, в обеспечении устойчивости почвы к нефтезагрязнению. Также полученные результаты в рамках выполнения проекта позволят внести значительный вклад в понимание процессов биодеструкции нефтяного загрязнения микроорганизмами в зависимости от состава почв, что может быть использовано при мониторинге чрезвычайных ситуаций, связанных с попаданием в природную среду нефти и нефтепродуктов, а также существенно улучшить эффективность использования технологий ремедиации нефтезагрязненных почв.

 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ