Жоба туралы қысқаша ақпарат
(2024-2026 ж.ж.)
Жобаның атауы: ЖТН AP19676481 «PGPB биочардан иммобилизациялау мен метагеномика негізінде кешенді тәсіл қолданып ксенобиотиктермен ластанған топырақтың фитоменеджмент жолдарын құрастыр».
Өзектілігі. Биомассаны «қалдықсыз» пайдалану фиторемедиация циклінің шарықтау шегі болып табылады. Демек, улы элементтермен ластанған топырақтарды қалпына келтіру үшін биоэнергетикалық өсімдіктерді таңдау және ластанған биомассаны конверсиялау әдістерін әзірлеу тенденциясы биоэнергияда өсіп жаты
Жобаның мақстаы: Иммобилизацияланған PGPR биочардың физиологиялық-биохимиялық қасиеттеріне, өсімдік-микробтық өзара әрекеттесуіне және M×g ризосфера микробиомасына ксенобиотиктермен ластанған топырақтарды фитоменеджменттің тиімділігін арттыру үшін метагеномдық технологияны қолдану арқылы бағалау.
Күтілетін нәтижелер: Иммобилизацияланған PGPR-биочардың физиологиялық-биохимиялық қасиеттеріне, өсімдік-микробтық өзара әрекеттесуіне және M×g ризосфералық микробиомаға әсері метагеномдық технология арқылы зерттелді және иммобилизацияланған PGPR-биочарды пайдаланудың өмірлік циклін компьютерлік модельдеу арқылы бағаланды.
Жобаның ғылыми жетекшісі: Бас ғылыми қызметкер, биология ғылымдарының докторы, профессор А.А. Нұржанова.
Зерттеу тобының мүшелері: Нурмагамбетова А.С., Жумашева Ж., Мамирова А., Бержанова Р.
2018-2023 жылдардағы жоба орындаушыларының жарияланымдары мен патенттерінің тізімі:
1 Pidlisnyuk, V., Mamirova, A., Pranaw, K., Shapoval, P. Y., Trögl, J., Nurzhanova, A. Potential role of plant growth-promoting bacteria in Miscanthus × giganteus phytotechnology applied to the trace elements contaminated soils. // International Biodeterioration & Biodegradation. — 2020. – Vol. 155. — P. 105103. https://doi.org/10.1016/j.ibiod.2020.105103 WoS: Q1, IF 4.32, percentile 87%, FWCI 0.61
2 Tarla D.N., Erickson L.E., Hettiarachchi G.M., Amadi S.I., Galkaduwa M., Davis L.C., Nurzhanova A., Pidlisnyuk V. Phytoremediation and Bioremediation of Pesticide-Contaminated Soil // Appl. Sci. – 2020. – Vol. 10 (4) – P.1217-13333. https://doi.org/10.3390/app10041217 WoS: Q2, IF 2.838, percentile 79%, FWCI 1.33
- Nurzhanova A., Mukasheva T., Berzhanova R., Kalugin S., Omirbekova A., Mikolasch A. Optimization of microbial assisted phytoremediation of soils contaminated with pesticides // Int. J. Phytoremediation. –2021. –Vol. 23 (5). – P. 482–491. https://doi.org/10.1080/15226514.2020.1825330 WoS: Q2, IF 4.003, percentile 84%, FWCI 0.39
- Muratova A., Lyubun Y., Sungurtseva I., Turkovskaya O., Nurzhanova A. Physiological and biochemical characteristic of Miscanthus × giganteus grown in heavy metal – oil sludge co-contaminated soil // Journal of Environmental Sciences. – 2022. – Vol. 115.– P. 114-125. https://doi.org/10.1016/j.jes.2021.07.013 WoS: Q1, IF 6.796, percentile 94%
- 5. Sailaukhanuly Y, Nurzhanov Ch., Nurzhanova A., Carlsen L. Evaluation of the potential cancer risk of obsolete organochlorine pesticides in abandoned storehouses throughout the Almaty oblast, Kazakhstan // Int.J. Human and ecological risk assessment. – 2022. – Vol.28, Is.10. – P.1213-1227. https://org/10.1080/10807039.2022.2136137 WoS: Q2, IF 4.997, percentile 61%, FWCI 0
- Muratova A., Golubev S., Romanova V., Nurzhanova A. Effect of Heavy-Metal-Resistant PGPR Inoculants on Growth, Rhizosphere Microbiome and Remediation Potential of Miscanthus × giganteus in Zinc-Contaminated Soil. // Microorganisms. – 2023. – Vol. 11.– P. 1516. https://doi.org/10.3390/microorganisms11061516 WoS Q2, IF 4.926, percentile 65%
7 Nurzhanova A., Pidlisnyuk V., Berzhanova R., Nurmagambetova A., Terletskaya N., Omirbekova N., Berkinbayev G., Mamirova A. PGPR‑driven phytoremediation and physiobiochemical response of Miscanthus × giganteus to stress induced by the trace elements // Environmental Science and Pollution Research. – 2023. https://doi.org/10.1007/s11356-023-29031-/ WoS Q1, IF 5.8, percentile 94%
- Pidlisnyuk, V., Newton, R. A., & Mamirova, A. (2021). Miscanthus biochar value chain-A review. Journal of Environmental Management, 290, 112611. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2021.112611 WoS: Q1, IF = 6.789, percentile = 95%
9 Mamirova, A., Pidlisnyuk, V., Amirbekov, A., Ševců, A., & Nurzhanova, A. (2021). Phytoremediation potential of Miscanthus sinensis And. in organochlorine pesticides contaminated soil amended by Tween 20 and Activated carbon. // Environmental Science and Pollution Research. — 2021. – Vol. 28, Is. 13. – P. 16092–16106. https://doi.org/10.1007/s11356-020-11609-y WoS: Q1, IF 5.8, percentile 94%FWCI 1.67
10 Davis, L. C., Pidlisnyuk, V. V., Mamirova, A., Shapoval, P. Y., & Stefanovska, T. R. (2021). Establishing Miscanthus, Production of Biomass, and Application to Contaminated Sites. In L. E. Erickson & V. V. Pidlisnyuk (Eds.), Phytotechnology with Biomass Production: Sustainable Management of Contaminated Sites (p. 242). CRC press Taylor & Francis Group. https://doi.org/10.1201/9781003082613-5 (Web of Science database)
11 Nurzhanova А., Muratova A., Berzhanova R., Pidlisnyuk V., Nurmagambetova A., Mamirova A. Rhizosphere microorganisms: increasing phytotechnology productivity and efficiency – a review //Доклады национальной академии наук Республики Казахстан. – 2022 – № 3. – С.34-58 (KZ).
12 Davis, L. C., Zeeb, B. A., Erickson, L. E., Mamirova, A., & Pidlisnyuk, V. V. (2021). Remediation of Sites Contaminated by Organic Compounds. In L. E. Erickson & V. V. Pidlisnyuk (Eds.), Phytotechnology with Biomass Production: Sustainable Management of Contaminated Sites (p. 242). CRC press Taylor & Francis Group. https://doi.org/10.1201/9781003082613-3 (Web of Science database)
13 Mukasheva T., Berzhanova R., Sydykbekova R., M. Shigaeva. Bacterial entophytic of Trans-Ili Alatau regions plants as promising components of microbial preparation for agricultural use // Acta Biochimica Polonica, Vol. 63, N 2/2016. Р.321–328. https://doi.org/10.18388/abp.2015_1157 WoS: Q2, IF 2.149, percentile 53%
14 Pidlisnyuk, V., Herts, A., Khomenchuk, V., Mamirova, A., Kononchuk, O., & Ust’ak, S. (2021). Dynamic of Morphological and Physiological Parameters and Variation of Soil Characteristics during Miscanthus × giganteus Cultivation in the Diesel-Contaminated Land. Agronomy, 11(4), 798. https://doi.org/10.3390/agronomy11040798 WoS: Q1, IF 3.417, percentile 65%
15 Baubekova, A., Akindykova, A., Mamirova, A., Dumat, C., & Jurjanz, S. (2021). Evaluation of environmental contamination by toxic trace elements in Kazakhstan based on reviews of available scientific data. Environmental Science and Pollution Research, 28(32), 43315–43328. https://doi.org/10.1007/s11356-021-14979-z WoS: Q1, IF 5.8, percentile 94%
16 Mikolasch, A., Berzhanova, R., Omirbekova, A., Reinhard, A., Zühlke, D., Meister, M., Mukasheva, T., Riedel, K., Urich, T., & Schauer, F. Moniliella spathulata, an oil-degrading yeast, which promotes growth of barley in oil-polluted soil // Applied Microbiology and Biotechnology January 2021 105(W1):1-15. https://doi.org/10.1007/s00253-020-11011-1 WoS: Q1, IF 4.813, percentile 85%.
17 Pidlisnyuk, V., Newton, R. A., & Mamirova, A. (2021). Miscanthus biochar value chain—A review. Journal of Environmental Management, 290, 112611. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2021.112611 WoS: Q1, IF 6.789, percentile 95%
18 Kononchuk, O.; Pidlisnyuk, V.; Mamirova, A.; Khomenchuk, V.; Herts, A.; Grycová, B.; Klemencová, K.; Leštinský, P.; Shapoval, P. Evaluation of the Impact of Varied Biochars Produced from M. × giganteus Waste and Application Rate on the Soil Properties and Physiological Parameters of Spinacia oleracea L. Environmental Technology & Innovation 2022, 28, 102898, https://doi.org/10.1016/j.eti.2022.102898 WoS: Q1, IF 5.263, percentile 83%
19 Mamirova A.A., Nurzhanova A.A., Pidlisnyuk V.V. POP pesticides and reclamation methods (review). Reports of the National Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan. – 2019. – V.6(328). – P.21-34. (Eng) https://doi.org/10.32014/2019.2518-1483.164
2024 жылғы нәтижелер: Биoчардың ауыр металдармен ластанған топырақтағы M.giganteus тамырларының ризосфералық топырағы, ризоплан және эндосферадағы бактериялар қауымының құрамына, физиологиялық және биохимиялық қасиеттеріне әсері зерттелді. Зерттеу жалғасуда
Жарияланымдар (2024 ж.):
2025 жылғы нәтижелер
Биочар – ластағыштарды тиімді сіңіретін зат болып табылады, ол қоректік заттардың жуылып кетуін азайту және олардың биожетімділігін арттыру арқылы топырақтың құнарлылығы мен өсімдіктердің өсуін жақсартады. Сонымен қатар, ол микроорганизмдерді бекітуге арналған матрица қызметін атқарады, олардың көбеюі мен биопленка қалыптасуын қамтамасыз етеді, бұл биочарды ластанған топырақты биоаугментациялау мақсатында арнайы деструктор микроорганизмдерін енгізуге перспективалы тасымалдаушы етеді. Микроорганизмдерді әртүрлі тасымалдаушыларда иммобилизациялау олардың қолайсыз жағдайларға төзімділігін арттырып, әсіресе құрғақ аймақтарда тиімді биорекультивация әдістерін әзірлеудің негізі болуы мүмкін.
Микробтық жасушаларды биокөмір бетінде иммобилизациялау техникасын пысықтау үшін үш түрлі биокөмір түрі пайдаланылды: қайың биокөмірі, тұнба шөгінділерінен алынған SSP биокөмірі және мискантус сабақтарынан алынған биокөмір. Биокөмір мөлшері 5% (м/м) болды. Иммобилизациялау үшін екі түрлі PGP-микроорганизм түрі қолданылды – Trichosporon sp. CA1 және Rhizobium sp. Zn1. Микробтық жасушаларды биокөмір бетінде иммобилизациялау бойынша әзірленген протокол келесі зерттеу кезеңдерінен тұрады: 0.9%-дық NaCl ерітіндісіндегі микробтық суспензияның оптикалық тығыздығын (ОТ) анықтау және иммобилизациялау алдында оның біртектілігін тексеру; әртүрлі бастапқы концентрациядағы микробтық суспензиялардың оптикалық тығыздық өзгерістерін салыстыру; жаңа физиологиялық ерітіндіде қайта инкубациядан кейін десорбция дәрежесін өлшеу арқылы биокөмір бетінде иммобилизацияланған микробтық жасушалардың тұрақтылығын бағалау; биокөмірге иммобилизацияланған микробтық жасушалардың тіршілік қабілетін анықтау.
Зерттеу нәтижелері бойынша 0.9%-дық NaCl ерітіндісіндегі 0.5%-дық микробтық суспензияның оптикалық тығыздығы 1.02±0.03 болды. 1% және 0.5% бастапқы концентрациядағы суспензияларды салыстыру нәтижесінде, 0.5%-дық суспензия 6 сағат ішінде иммобилизация тиімділігіне жетіп, 98.8% көрсетті.
Мискантус сабақтарынан алынған биокөмір бетінде (меншікті бет ауданы – 672 м²/г, кеуек өлшемі – 0.85 нм) иммобилизацияланған жасушалардың тұрақтылығын бағалау кезінде десорбция пайызы 3.87% екені анықталды. Әртүрлі текті биокөмірлерде PGP-микроорганизмдердің иммобилизация тиімділігін салыстыру нәтижесінде микробтық жасушалардың өсімдік текті биокөмір бетінде (қайың және мискантус биокөмірі) шөгінді текті биокөмірге қарағанда тиімдірек адсорбцияланатыны анықталды. Бұл нәтижелер сорбент түрін таңдауда селективті тәсіл қолданудың қажеттілігін көрсетеді.
Потенциалды пайдаланушылар үшін ақпарат
Бактерия-жұмыртқаш консорциумын биочарға иммобилизациялау әдісі
2025 жылғы жарияланымдар
Web of Science және (немесе) Scopus деректер базасында индекстелген рецензияланатын шетелдік ғылыми журналдардағы жарияланымдар тізімі
Asil Nurzhanova, Eugenia Boulygina, Irina Sungurtseva, Aigerim Mamirova, Ramza Berzhanova, Anna Muratova. Miscanthus × giganteus Rhizobacterial Community Responses to Zn and Oil Sludge Co-Contamination // Agronomy, 2025, 15, 2232. https://doi.org/
10.3390/agronomy15092232. IF = 3.4, Percentile = 84%, WoS — Q1.
Халықаралық конференциялардағы тезистер (баяндау форматы көрсетілген)
Нұржанова А.А. (онлайн) «Биочар: органикалық және бейорганикалық ластаушылармен ластанған топырақтардың фиторемедиациясы» тақырыбында халықаралық ғылыми‑практикалық гибридтік конференцияда «Табиғаттану ғылымдарының өзекті мәселелері және биологиялық білім беруге заманауи тәсілдер» баяндамасымен сөз сөйледі. Конференция ҚазҰЖПУ-дың құрметті профессоры А.С. Сартаевтың 80 жылдық мерейтойына арналды. 05.11.2025.
Патенттер:
- Биокөмірдің бетіндегі бактериялық ашыкты консорциумның қимылсыздандыру тәсілі. Тіркеу № 2025/1860.2, тапсыру күні 04.12.2025.
- Фиторемедиациядан кейінгі Miscanthus × giganteus энергетикалық дақылының биомассасынан биочар өндіру тәсілі. Тіркеу № 2025/1820.2, тапсыру күні 27.11.2025.
