Name: isolation of native soil microorganisms with potential for breaking down biodegradable plastic mulch films used in agriculture
Uploaded: 2013-05-10T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Isolation of Native Soil Microorganisms with Potential for Breaking Down Biodegradable Plastic Mulch Films Used in Agriculture at JoVE.com

Доктор Стивен Олдермен, д-р Дэвид Лиф, и Эрин Макри были с благодарностью за помощь в микроскопии. Это исследование было профинансировано за счет гранта специальность NIFA культур Научно-исследовательского инициативы, USDA SCRI-SREP Грант решение № 2009-02484. Бриана Кинаш, Кевин Кинлок Меган Leonhard McCollum Иосифа, Марии и Николь McSharry Sallee оказали превосходную техническую помощь и вдумчивого обсуждения.

Эта процедура требует, по крайней мере, нескольких месяцев для инкубации BDM фильмов в почве, и еще несколько месяцев для последовательного биопробы как на агар пластины и в агар-бесплатно, определенного химического бульона для оценки колонизации и деградации. Индивидуальные методы пер...

<ol>
	<li>Gregory, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Environmental+implications+of+plastic+debris+in+marine+settings+-+entanglement,+ingestion,+smothering,+hangers-on,+hitch-hiking+and+alien+invasions.">Environmental implications of plastic debris in marine settings - entanglement, ingestion, smothering, hangers-on, hitch-hiking and alien invasions.</a> Philosophical Transactions of the Royal Society. 364, 2013-2025 (2009).</li><li>Teuten, E. L., Saquing, J. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transport+and+release+of+chemicals+from+plastics+to+the+environment+and+to+wildlife.">Transport and release of chemicals from plastics to the environment and to wildlife.</a> Philosophical Transactions of the Royal Society. 364, 2027-2045 (2009).</li><li>Thompson, R. C., Moore, C. J., vom Saal, F. S., Swan, S. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plastics+the+environment+and+human+health:+current+consensus+and+future+trends.">Plastics the environment and human health: current consensus and future trends.</a> Philosophical Transactions of the Royal Society. 364, 2153-2166 (2009).</li><li>ASTM D 883. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Standard terminology relating to plastics. , (1991).</li><li>SO 472. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Plastics - vocabulary, amendment 3. General terms and terms relating to degradable plastics. , (1993).</li><li>Krzan, A., Hemjinda, S., Miertus, S., Corti, A., Chiellini, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Standardization+and+certification+in+the+area+of+environmentally+degradable+plastics.">Standardization and certification in the area of environmentally degradable plastics.</a> Polymer Degradation and Stability. 91, 2819-2833 (2006).</li><li>Shogren, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biodegradable+mulches+from+renewable+resources.">Biodegradable mulches from renewable resources.</a> Journal of Sustainable Agriculture. 16, 33-47 (2000).</li><li>Takakura, T., Fang, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Climate under cover. , 1-10 (2001).</li><li>Miles, C., Hayes, D., Brodhagen, M., Lee, J., Wszelaki, A., Moore-Kucera, J., Wallace, R., Marsh, T., Inglis, D., van Steenbergen, F., Tuinhof, A., Knoop, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plastic+mulches,+biodegradable+alternatives,+China+and+US.">Plastic mulches, biodegradable alternatives, China and US.</a> Transforming Landscapes, Transforming Lives: The Business of Sustainable Water Buffer Management. , (2011).</li><li>Song, J. H., Murphy, R. J., Narayan, R., Davies, G. B. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biodegradable+and+compostable+alternatives+to+conventional+plastics.">Biodegradable and compostable alternatives to conventional plastics.</a> Transactions of the Royal Society B. 364, 2127-2139 (2009).</li><li>Hayes, D. G., Dharmalingam, S., Wadsworth, L. C., Leonas, K. K., Miles, C., Inglis, D. A., Khemani, K. C., Scholz, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biodegradable+agricultural+mulches+derived+from+biopolymers.">Biodegradable agricultural mulches derived from biopolymers.</a> Degradable polymers and materials, principles and practice. ACS Symposium Series. 1114, 201-223 (2012).</li><li>Ojeda, T. F. M., Dalmolin, E., Forte, M. M. C., Jacques, R. J. S., Bento, F. M., Camargo, F. A. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Abiotic+and+biotic+degradation+of+oxo-biodegradable+polyethylenes.">Abiotic and biotic degradation of oxo-biodegradable polyethylenes.</a> Polymer Degradation and Stability 94. , 965-970 (2009).</li><li>van der Zee, M., Lendlein, A., Sisson, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analytical+methods+for+monitoring+biodegradation+processes+of+environmentally+degradable+polymers.">Analytical methods for monitoring biodegradation processes of environmentally degradable polymers.</a> Handbook of Biodegradable Polymers. , 263-281 (2011).</li><li>Narayan, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Misleading+claims+and+misuse+of+standards+continues+to+proliferate+in+the+nascent+bioplastics+industry+space.">Misleading claims and misuse of standards continues to proliferate in the nascent bioplastics industry space.</a> BioPlastics. 01/10, (2010).</li><li>ASTM D 5338-98. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Standard+test+method+for+determining+aerobic+biodegradation+of+plastic+materials+under+controlled+composting+conditions.">Standard test method for determining aerobic biodegradation of plastic materials under controlled composting conditions.</a> Annual Book of ASTM Standards. , 504-509 (1998).</li><li>ASTM D 5988-03. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Standard+test+method+for+determining+aerobic+biodegradation+in+soil+of+plastic+materials+or+residual+plastic+materials+after+composting.">Standard test method for determining aerobic biodegradation in soil of plastic materials or residual plastic materials after composting.</a> Annual Book of ASTM Standards. , 354-358 (2003).</li><li>ASTM D 6954-04. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Standard+guide+for+exposing+and+testing+plastics+that+degrade+in+the+environment+by+a+combination+of+oxidation+and+biodegradation.">Standard guide for exposing and testing plastics that degrade in the environment by a combination of oxidation and biodegradation.</a> Annual Book of ASTM Standards. , 748-753 (2004).</li><li>ASTM G21-96. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Standard+practice+for+determining+resistance+of+synthetic+polymeric+materials+to+fungi.">Standard practice for determining resistance of synthetic polymeric materials to fungi.</a> Annual Book of ASTM Standards. , 433-437 (2002).</li><li>ISO 846. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Plastics - evaluation of the action of microorganisms. , 1-22 (1997).</li><li>Russell, J. R., Huang, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biodegradation+of+polyester+polyurethane+by+endophytic+fungi.">Biodegradation of polyester polyurethane by endophytic fungi.</a> Applied and Environmental Microbiology. 77, 6076-6084 (2011).</li><li>Maeda, H., Yamagata, Y., Abe, K., Hasegawa, F., Machida, M., Ishioka, R., Gomi, K., Nakajima, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Purification+and+characterization+of+a+biodegradable+plastic-degrading+enzyme+from+Aspergillus+oryzae.">Purification and characterization of a biodegradable plastic-degrading enzyme from Aspergillus oryzae.</a> Applied Microbiology and Biotechnology. 67, 778-788 (2005).</li><li>Tokiwa, Y., Calabia, B. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biodegradability+and+biodegradation+of+poly(lactide.">Biodegradability and biodegradation of poly(lactide.</a> Applied Microbiology and Biotechnology. 72, 244-251 (2006).</li><li>Karjomaa, S., Suortti, T., Lempi&#228;inen, R., Selin, J. -. F., It&#228;vaara, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microbial+degradation+of+poly-(L-lactic+acid)+oligomers.">Microbial degradation of poly-(L-lactic acid) oligomers.</a> Polymer Degradation and Stability. 59, 333-336 (1998).</li><li>Miles, C., Wallace, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Deterioration+of+potentially+biodegradable+alternatives+to+black+plastic+mulch+in+three+tomato+production+regions.">Deterioration of potentially biodegradable alternatives to black plastic mulch in three tomato production regions.</a> HortScience. 47 (9), 1270-1277 (2012).</li><li>Hedh, J., Wallander, H., Erland, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ectomycorrhizal+mycelial+species+composition+in+apatite+amended+and+non-amended+mesh+bags+buried+in+a+phosphorus-poor+spruce+forest.">Ectomycorrhizal mycelial species composition in apatite amended and non-amended mesh bags buried in a phosphorus-poor spruce forest.</a> Mycological Research. 112, 681-688 (2008).</li><li>Wallander, H., Hagerberg, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Do+ectomycorrhizal+fungi+have+a+significant+role+inweathering+of+minerals+in+forest+soil?.">Do ectomycorrhizal fungi have a significant role inweathering of minerals in forest soil?.</a> , (2003).</li><li>Hehemann, J. -. H., Correc, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biochemical+and+structural+characterization+of+the+complex+agarolytic+enzyme+system+from+the+marine+bacterium+Zobellia+galactanivorans.">Biochemical and structural characterization of the complex agarolytic enzyme system from the marine bacterium Zobellia galactanivorans.</a> Journal of Biological Chemistry. 287, 30571-30584 (2012).</li><li>Stanier, R. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Studies+on+marine+agar-digesting+bacteria.">Studies on marine agar-digesting bacteria.</a> Journal of Bacteriology. 42 (4), 527-559 (1941).</li><li>Hirsch, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microbial+life+at+extremely+low+nutrient+levels.">Microbial life at extremely low nutrient levels.</a> Advances in Space Research. 6, 287-298 (1986).</li><li>Wainwright, M., Adam, T., Barakah, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+review+of+the+role+of+oligotrophic+micro-organisms+in+biodeterioration.">A review of the role of oligotrophic micro-organisms in biodeterioration.</a> International Biodeterioration and Biodegradation. 31, 1-13 (1993).</li><li>Wainwright, M., Barakah, R., Al-Turk, I., Ali, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Oligotrophic+micro-organisms+in+industry,+medicine,+and+the+environment.">Oligotrophic micro-organisms in industry, medicine, and the environment.</a> Science Progress. 75, 313-322 (1991).</li><li>Parkinson, S. M., Wainwright, M., Killham, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Observations+on+oligotrophic+growth+of+fungi+on+silica+gel.">Observations on oligotrophic growth of fungi on silica gel.</a> Mycological Research. 93 (4), 529-534 (1989).</li><li>Hill, T., Kafer, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Improved+protocols+for+Aspergillus+minimal+medium:+trace+element+and+minimal+medium+salt+stock+solutions.">Improved protocols for Aspergillus minimal medium: trace element and minimal medium salt stock solutions.</a> Fungal Genetics Newsletter. 48, 20-21 (2001).</li><li>Hutner, S. H., Provasoli, L., Schatz, A., Haskins, C. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Some+approaches+to+the+study+of+the+role+of+metals+in+the+metabolism+of+microorganisms.">Some approaches to the study of the role of metals in the metabolism of microorganisms.</a> Proceedings of the American Philosophical Society. 94, 152-170 (1950).</li><li>Affeldt, K. J., Brodhagen, M., Keller, N. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Aspergillus+oxylipin+signaling+and+quorum+sensing+pathways+depend+on+G+protein-coupled+receptors.">Aspergillus oxylipin signaling and quorum sensing pathways depend on G protein-coupled receptors.</a> Toxins. 4, 695-6171 (2012).</li><li>Sambrook, J., Russell, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Molecular cloning: a laboratory manual. , (2001).</li><li>Marzluf, G. A., Reddy, C. A., Beveridge, T. J., Breznak, J. A., Marzluf, G. A., Schmidt, T. M., Snyder, L. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Physiology,+metabolism,+and+molecular+aspects+of+filamentous+fungi.">Physiology, metabolism, and molecular aspects of filamentous fungi.</a> Methods for General and Molecular Microbiology. , 952-964 (2007).</li><li>Peters, J. E., Reddy, C. A., Beveridge, T. J., Breznak, J. A., Marzluf, G. A., Schmidt, T. M., Snyder, L. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gene+transfer+in+Gram-negative+bacteria.">Gene transfer in Gram-negative bacteria.</a> Methods for General and Molecular Microbiology. , 735-755 (2007).</li><li>Yabannavar, A. V., Bartha, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Methods+for+assessment+of+biodegradability+of+plastic+films+in+soil.">Methods for assessment of biodegradability of plastic films in soil.</a> Applied and Environmental Microbiology. 60 (10), 3608-3614 (1994).</li></ol>

Процедура, описанная в этом документе представляет первый проход техники выделения потенциальных деструкторов BDM из почвы, и был успешно использован для выделения грибов из BDMs похоронен в почве в течение семи месяцев. Грибы росли при reinoculated на свежий материал БДМ того же типа, что указ?...

Деградация исторически считается нежелательным атрибутом пластичных полимеров, так как разбивка продукт сокращает срок службы и долговечность. Недавно осведомленности об экологических проблемах представленных пластиковых отходов в природной среде 1,2,3 сделал биоразлагаемых пластиков привлекательной альтернативой обычным пластмасс. Деградация (определяется как структурные изменения, фрагментация и снижению молекулярной массы, целостность и прочность 4,5) происходит через ряд событий, в том числе и абиотических процессов (тепловой стресс, фото-окисление, гидролиз, эрозии и механических напряжений), и биологической деградации 6. В то время как абиотических процессов может изменить размер фрагмента и характеристик пластмасс, микроорганизмы, необходимые для их конечной минерализации воды и углекислого газа (в аэробных условиях) и / или метана (в анаэробных условиях). Значительная нишу длябиоразлагаемых пластмасс существует в сельском хозяйстве, где пластиковой мульчи используются для предотвращения роста сорняков, чтобы сохранить влажность почвы и увеличению температуры почвы 7,8. Сотни тысяч гектаров в одних только Соединенных Штатах прикрыты пластиковыми мульчи 9, в том числе мульчи состоит из биоразлагаемых пластиковых. После вегетационный период сельскохозяйственных культур, варианты утилизации биоразлагаемых мульчи (BDMs) включают вывозиться на свалку, сжигание с рекуперацией энергии 10, деградация через компостирование, или деградации в почве после обработки почвы 11. Из них наименее трудоемкие судьба вспашки BDMs в почву, но без эффективной деградации и минерализации во несельскохозяйственных месяцев (как правило, в зимнее время), пластиковые фрагменты могут оставаться и мешать сельскохозяйственного оборудования во время обработки почвы весной и посадки, а также сохраняются в окружающей среде, где они существенно повлиять Дикая жизнь, растительная жизнь, и микрофлора 1,2,3,10. <p claСС = &quot;jove_content&quot;&gt; Хотя многие пластмассовых изделий, в том числе сельскохозяйственных пленок мульча, иметь метку &quot;биоразлагаемый&quot; или &quot;компостируемый&quot;, на практике деградации и минерализации может быть неэффективным и / или слишком неполной в почве разложения быть жизнеспособной альтернативой для утилизации этих продуктов. Например, оксо-биоразлагаемых полиэтилены достигнуто только 12,4% минерализации после одного года выветривания и трех последующих месяцев в 58 ° C компост, и менее половины этой суммы минерализации произошло, когда температура компоста составляла 25 ° C 12. В зимнее время температура почвы в большинстве мест была бы ниже, чем любой из этих температур, предположительно в результате чего еще более низкую активность микробных а следовательно, меньше минерализации. Кроме того, чтобы замедлить темпы деградации, неправильного использования термина «биологически» привела к недоверию этих продуктов потребителями 13,14, в том числе в сельском хозяйстве. Биодеградации является превращениеполимеров в диоксид углерода (и / или метан) и воды 14 на природные микроорганизмы 4. Таким образом, биодеградации должна быть измерена химически; физической ассоциации микроорганизмов с подложкой не подразумевает микробной деградации этого материала. В рамках усилий, чтобы изучить устойчивого использования BDMs в сельском хозяйстве, это исследование было сфокусировано на выявлении микроорганизмов рода сельскохозяйственных почв, которые колонизировали и ухудшить имеющиеся в продаже BDMs. Стандартные методы испытаний были опубликованы для химически измерения распад биоразлагаемых пластиков абиотических и биологических средств 15,16,17. Однако эти способы не решают деградации пластмассы отдельных видов микроорганизмов, или создание способов их изоляции. Методология здесь больше напоминает стандартные методы, предназначенный для оценки пластмасс на устойчивость к разложению под воздействием бактерий после посева образцов с грибковыми спорами18,19. Когда составы пластмасс известны и источника сырья доступно, порошкообразный пластик может быть приостановлено в агар на основе информации и деградации путем визуального зон очистки 13. Этот метод был использован ранее для выявления микроорганизмов, которые разрушают полимеры, такие как полиуретан 20, поли (бутилен сукцинат-со-адипат) 21 и поли (молочная кислота) 22. Аналогичный способ включает суспендирующий чистый порошкообразный пластик в жидкой среде, где пластик единственного источника углерода 20,23. Хотя эти методы имеют то преимущество, определенной системе, они плохо имитировать на месте деградации BDMs. Во-первых, площадь поверхности распределяется по-разному из-за BDMs не диспергированного в небольших частиц по почвенной матрице, а, скорее, продается и используется в качестве пленок. Во-вторых, химический состав BDMs отличается от чистых полимеров. BDMs обычно содержат добавки, такие какнаполнители, пластификаторы и красители, и эти добавки могут влиять на рост микроорганизмов и, таким образом, скорость минерализации. По этой причине, а также потому, что состав определенных коммерческих фильмов в этом исследовании были собственные, полиэтиленовая пленка в своей области-готовом виде был использован для изоляции грибков и бактерий. Для простоты ниже методы описаны только грибов, с модификациями отметить, где это уместно для бактериальной изоляции. В недавнем исследовании 24, три коммерчески доступных BDMs и одного экспериментального фильма были использованы на сельскохозяйственных объектах в трех различных регионах Соединенных Штатов в течение одного вегетационного периода, а затем помещают в сетку (250 микрон) сумки и похоронен в течение одной зимы в почве на тех же участках. Отверстия 250 микрон позволяет гифы гриба проникнуть исключая корни и наиболее фауны почв, а также минимизация почвы посягательства 25,26. Нейлон материалы предотвращения деградации сумку в почве. После раскопок, Fungal изолятов были извлечены из БДМ части и оценивали роста на минимальной среде без источника углерода, за исключением агара и 5 см х 5 см поверхность дезинфицируют квадрат новый, не используется пленка БДМ, который был предварительно дезинфицируют. Большинство пластмасс используются в качестве фильмов не могут обрабатываться в автоклаве без потери целостности, так что УФ-свет был использован, чтобы убить клетки микроорганизмов, проживающих на пластмассы. ISO 19 846 рекомендует поверхностно-обеззараживанию в 70% этаноле и последующей сушки, но если с помощью этого метода, необходимо обеспечить, чтобы ни один из компонентов или добавку фильма не оказывает отрицательное влияние этанола. С BDMs предположительно производятся выдерживать солнечного света, УФ был выбран в качестве метода очистки. Изоляты, которые росли на BDM части лучше, чем на минимальной среде одни были отобраны для дальнейшего изучения. Агар, полисахаридов, полученных морских водорослей, используется, чтобы укрепить микробной среды, потому что, как правило, не используются метаболически по сельскохозяйственно и медицински нев состоянии микроорганизмов, однако, агар-гидролиза ферментами были выделены из морской бактерии 27 и агар-гидролиз бактерии также были выделены из почвы 28. БДМ полимеров и агар как ожидается, будет редким субстратов для ферментов, выделяемых почве грибков, которые не развивались в средах, содержащих эти полимеры в качестве потенциальных источников питательных веществ, но обе подложки присутствуют в пластине биологического анализа, описанные здесь (Этап 7). Грибы, которые используют BDMs но не агара в качестве источника углерода могут быть дифференцированы от грибков, которые используют агар только путем сравнения роста на отвержденную агаром среду, содержащую я) без добавления источника углерода, за исключением агара (отрицательный контроль), II) БДМ пленки (экспериментальный) и III), глюкоза (положительный контроль). Рост всех изолятов, как ожидается, на минимальной среде и глюкозы; грибов не возникающие при содержащей глюкозу пластины могут быть способны к росту на минимальной среде конкретного используемого в эксперименте. Potentiдр. BDM деструкторов должны расти на агаре затвердевшего минимальной среды + BDM фильм лучше, чем они растут на агар-затвердевших минимальной среде в одиночку. Грибы, растущие на минимальной средой являются агар-деструкторов или олиготрофов, а также ожидается, вырастет на агар, связанные с BDM фильмов в биопроб пластин, но не на сами фильмы (если они по счастливой случайности также ухудшают BDM полимеры). Чтобы исключить возможность увидеть рост микроорганизмов за счет использования агара, а не компании BDMs, мы следовали наши первоначальные анализ для BDM колонизации агара с биопроб в определенных бульоном (шаг 9). БДМ части представлена ​​единственным известным источником углерода в биологической труб. После первоначального скрининга, и на возрождение глицерине из изолятов, некоторые сформированный скудный, но видимый мицелия в жидком определенной среде, не содержащей известного источника углерода. Эти результаты показали, что некоторые из приобретенной изолятов были oligotrophs - организмы, которые растут на очистку очень небольших количеств углерода, азота и других питательных веществ, растворенных либо в водной среде или существующие как летучих веществ в воздухе 29,30,31. Определение видов через 18S рибосомальной ДНК-анализа поддержал эту точку зрения, так как многие из изолятов соответствует родами грибов сообщалось ранее проявлять гипотрофия 32. Олиготрофов, которые обычно сапрофиты, требуют широкого спектра метаболических возможности для утилизации субстрата в различных средах 30. Таким образом, не удивительно, что теми же грибами мы изолированы от BDMs (предположительно требующих необычных возможностей ферментативного) продемонстрировал олиготрофная мощностей, и смогли расти на микропримесей, таких как кожа масла от отпечатков пальцев, пыли и следов летучих веществ в воздухе. В связи с выделением олиготрофов, мы пришли к выводу, что рост на БДМ поверхность сама по себе не может быть использован, чтобы вывести БДМ пробой. Описанные здесь способы отражают наши усилия по SCReen родной колонизаторов BDM от сельскохозяйственных почв для добросовестных пробоя BDM.

<table border="1">
<tbody>
 <tr>
 <td>Reagent Name</td>
 <td>Company</td>
 <td>Catalog Number</td>
 <td>Comments</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Potato Dextrose Agar</td>
 <td>Becton Dickinson</td>
 <td>8X05491</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td >Agar</td>
 <td>Fisher</td>
 <td>BP 1423-2</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td >Chloramphenicol</td>
 <td>Acros Organics</td>
 <td>200-287-4</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td >Glutaraldehyde</td>
 <td>Electon Microscopy Sciences</td>
 <td>16216-10</td>
 <td>Toxic</td>
 </tr>
 <tr>
 <td >Molecular sieve</td>
 <td>Fisher </td>
 <td>M-8892</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td >Ethanol</td>
 <td>Pharmco-Aaper</td>
 <td>E200</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td >Contrex</td>
 <td>Decon Labs, Inc.</td>
 <td>5204</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td >Parafilm M</td>
 <td>Pechiney Plastic Packaging</td>
 <td>S37440</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td >Mineral salts for buffers and media</td>
 <td>Fisher</td>
 <td>Various</td>
 <td>Various vendors sell these reagents</td>
 </tr>
 </tbody>
</table>

isolation of native soil microorganisms with potential for breaking down biodegradable plastic mulch films used in agriculture

Грибы рода сельскохозяйственных почв, что колонизировали коммерчески доступных биоразлагаемых мульчи (BDM) фильмов были выделены и оцениваются на предмет потенциального деградировать пластмасс. Как правило, когда составы пластмасс известны и источника сырья доступно, порошкообразный пластик может быть приостановлено в агар на основе информации и деградации путем визуального очистки зон. Однако такой подход плохо имитирует на месте деградации BDMs. Во-первых, BDMs не диспергирован в виде мелких частиц всей почвенной матрице. Во-вторых, BDMs не поставляется на рынок как чистых полимеров, а скорее как пленок, содержащих добавок (например, наполнители, пластификаторы и красители), которые могут влиять на рост микроорганизмов. Процедуры, описанные здесь были использованы штаммы получены из почвы похоронен фильмов мульчи. Грибковые штаммы получены из раскопанных BDMs были протестированы индивидуально для роста на куски новых, дезинфицируют BDMs уложенной поверх определенной среде, не содержащей электронной источника углеродаxcept агара. Изоляты, которые росли на BDMs далее испытывали в жидкой среде, где BDMs были единственным добавил источник углерода. После примерно десяти недель, грибковые колонизации и БДМ деградацию оценены с помощью сканирующей электронной микроскопии. Изоляты были идентифицированы с помощью анализа последовательности гена рибосомной РНК. Это сообщение описывает методы грибковых изоляции, а также бактерии были изолированы с помощью этих методов заменой среды подходит для бактерий. Наша методика должна оказаться полезной для исследования, изучающие разбивка нетронутыми пластиковые пленки или продукты, для которых пластиковые сырье или неизвестны или недоступны. Однако наш подход не обеспечивает количественный метод сравнения цены деградации БДМ.

В недавнем исследовании 24, четыре повторяет каждый из трех имеющихся в продаже BDMs надписью &quot;биоразлагаемый&quot;, а также экспериментальное кино и обычные пластиковые контроль, были размещены в минувшие почвы в качестве мульчи для томатного производства в весной 2010 года в Маунт-?...

Watch this Scientific Journal Video about Isolation of Native Soil Microorganisms with Potential for Breaking Down Biodegradable Plastic Mulch Films Used in Agriculture at JoVE.com

Isolation of Native Soil Microorganisms with Potential for Breaking Down Biodegradable Plastic Mulch Films Used in Agriculture

Полимерные пленки с надписью &quot;биоразлагаемый&quot; коммерчески доступны для сельскохозяйственного использования в качестве мульчи. Почвы представляет собой привлекательный методом удаления, но деградация в полевых условиях еще плохо изучены. Целью данного исследования была разработка методов выделения родной почвенные грибы и бактерии, которые колонизировали пластиковые пленки мульчу после полевых захоронения.

Выделение Родные почвенных микроорганизмов с потенциалом для Breaking Down биоразлагаемых пластиковых Фильмы Мульча используется в сельском хозяйстве

Fungi native to agricultural soils that colonized commercially available biodegradable mulch (BDM) films were isolated and assessed for potential to ...

Research

JoVE Journal

Biology

Isolation of Protoplasts from Tissues of 14-day-old Seedlings of Arabidopsis thaliana

Isolation of Protoplasts from Tissues of 14-day-old Seedlings of Arabidopsis thaliana

Выделение протопластов из тканей 14-дневных Рассаду Arabidopsis thaliana</em

Protoplasts are plant cells that have had their cell walls enzymatically removed. Isolation of protoplasts  from different plant tissues was first ...

Generation of Composite Plants in Medicago truncatula used for Nodulation Assays

Generation of Composite Plants in Medicago truncatula used for Nodulation Assays

Генерация Композитный Растения в Medicago прудовик Используется для нодуляции Анализы

Similar to Agrobacterium tumerfaciens, Agrobacterium rhizogenes can transfer foreign DNAs into plant cells based on the autonomous root-inducing (Ri) ...

Highly Efficient Ligation of Small RNA Molecules for MicroRNA Quantitation by High-Throughput Sequencing

Высокоэффективная Лигирование малых РНК молекул для микроРНК количественного путем высокопроизводительного секвенирования

MiRNA cloning and high-throughput sequencing, termed miR-Seq, stands alone as a transcriptome-wide approach to quantify miRNAs with single nucleotide ...

Visualization and Quantification of Mesenchymal Cell Adipogenic Differentiation Potential with a Lineage Specific Marker

Визуализация и количественная оценка потенциала дифференциация адипогенном мезенхимальных клеток с маркером конкретных Lineage

Several dyes are currently available for use in detecting differentiation of mesenchymal cells into adipocytes. Dyes, such as Oil Red O, are cheap, easy ...

Micron-scale Phenotyping Techniques of Maize Vascular Bundles Based on X-ray Microcomputed Tomography

Мкм шкала фенотипирование методы кукурузы сосудистых пучков, основанный на Microcomputed рентгеновская томография

It is necessary to accurately quantify the anatomical structures of maize materials based on high-throughput image analysis techniques. Here, we provide a ...

Repeatable Stair-step Assay to Access the Allelopathic Potential of Weedy Rice (Oryza sativa ssp.)

Repeatable Stair-step Assay to Access the Allelopathic Potential of Weedy Rice Oryza sativa ssp.

Повторяющиеся Лестница шаг Ассса для доступа к allelopathic потенциал Weedy Райс (Oryza sativa ssp.)

Weed competition contributes significantly to yield losses in cropping systems worldwide. The evolution of resistance in many weed species to continuously ...

Modified Methods for Loading of High-Throughput DNA Extraction Plates Reduce Potential for Contamination

Модифицированные методы загрузки высокой пропускной способности пластин извлечения ДНК снижают потенциал загрязнения

High-throughput DNA sequencing techniques have contributed substantially to advances in our understanding of relationships among microbial communities, ...

Laser-Capture Microdissection RNA-Sequencing for Spatial and Temporal Tissue-Specific Gene Expression Analysis in Plants

Лазер-Захват Микродиссеция РНК-секвенирования для пространственной и временной ткани-специфический анализ экспрессии генов в растениях

The development of a complex multicellular organism is governed by distinct cell types that have different transcriptional profiles. To identify ...

Isolation of Primary Rat Hepatocytes with Multiparameter Perfusion Control

Выделение первичных гепатоцитов крыс с помощью многопараметрического перфузионного контроля

Primary hepatocytes are widely used in basic research on liver diseases and for toxicity testing in vitro. The two-step collagenase perfusion procedure ...

Application of Passive Head Motion to Generate Defined Accelerations at the Heads of Rodents

Применение пассивного движения головы для генерации определенных ускорений на головах грызунов

Exercise is widely recognized as effective for various diseases and physical disorders, including those related to brain dysfunction. However, molecular ...