Metagenomic analysis of microbial community in coal samples from Kazakhstan using Illumina NGS technology

N. Sh. Аkimbekov; Xiaohui Qiao; K. Т. Tastambek; L. Digel; G. Zh. Abdieva; P. S. Ualieva; B. Berdikulov; A. A. Zhubanova

doi:10.26577/eb-2018-3-1338

Авторлар

N. Sh. Аkimbekov Биология және биотехнология мәселелерінің ғылыми-зерттеу институты, әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті, Қазақстан, Алматы қ.
Xiaohui Qiao Биология және биотехнология мәселелерінің ғылыми-зерттеу институты, әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті, Қазақстан, Алматы қ.
K. Т. Tastambek Биология және биотехнология мәселелерінің ғылыми-зерттеу институты, әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті, Қазақстан, Алматы қ.
L. Digel Биология және биотехнология мәселелерінің ғылыми-зерттеу институты, әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті, Қазақстан, Алматы қ.
G. Zh. Abdieva Биология және биотехнология мәселелерінің ғылыми-зерттеу институты, әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті, Қазақстан, Алматы қ.
P. S. Ualieva Биология және биотехнология мәселелерінің ғылыми-зерттеу институты, әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті, Қазақстан, Алматы қ.
B. Berdikulov Scientific Research Institute of Biology and Biotechnology Problems, Al-Farabi Kazakh National University, Kazakhstan, Almaty
A. A. Zhubanova Scientific Research Institute of Biology and Biotechnology Problems, Al-Farabi Kazakh National University, Kazakhstan, Almaty

DOI:

https://doi.org/10.26577/eb-2018-3-1338

Аңдатпа

Соңғы жылдары қазба энергоресурстарын қайта өңдеу үшін биотехнологиялық процестерді дамытуға баса назар аударылуда. Қазақстанда көмір қоры жеткілікті екендігі жалпыға мәлім, соның ішінде, сапасы төмен қоңыр және тотыққан қоңыр көмір түрлері көптеп кездеседі. Қоңыр көмір (лигниттер) энергетикалық құндылығы төмен болғандықтан өнеркәсіпте кеңінен пайдаланылмайды. Сонымен қатар, олар гуминді заттардың (ГЗ) ең бай көзі болып табылады, сондықтан көміртегіні бірқалыпты ұстап тұру және тұрақтандыру, пестицидтерді, ауыр металдарды және басқа да ластағыш заттарды инактивациялау сияқты физика-химиялық процестерде маңызды рөл атқарады. Лигнитті биоөңдеу таза энергияны өндіруді де қамтиды.

Көмірдің микробтық алуантүрлілігін зерттеу микробтық экология мен көмір ресурстарын тұрақты пайдалану үшін қолданылатын микробиологияның жалпы міндеті болып табылады. Табиғи жағдайларда тіршілік ететін микроорганизмдердің 99%-ы зертханалық тәжірибеде пайдаланылатын қоректік орталарда in vitro жағдайында өсе алмайтындығы дәлелденді. Қазіргі кезде қоршаған ортаның нысандарын, мысалы, топырақ, жауын-шашын, минералдар және т.б. сияқты микробтық алуантүрлілікті зерттеуге арналған омикаларға негізделген дәстүрлі емес әдістерді қолдану үлкен мүмкіндіктер туғызуда. FISH, SIP, заманауи секвенирлеу (NGS), микрочип, масс-спектрометрия және т.б. әртүрлі әдістер арқылы жедел нәтиже алуға, сонымен қатар көмірдің микробтық пейзаждарының құрылымы мен күйі туралы пайдалы ақпараттармен қамтамасыздандырады.

Бұл жұмыста Illumina NGS технологиялық платформасы пайдаланылып, Қазақстандық көмір үлгілерінің микробтық әртүрлілігінің нәтижелері көрсетілген және әрі қарай талқыланады. Қоңыр көмірлердің (Ойқарағай, Ленгір, Қараганды, Екібастұз) метагеномды сараптамасы бойынша 10 таксономиялық топқа Proteobacteria, Tenericutes, Actinobacteria, Firmicutes, Bacteroidetes, Nitrospirae, Chloroflexi, Gemmatimonadetes, Acidobacteria және Fusobacteria жататын бактериялар идентификацияланды және сараланды.

Түйін сөздер: қоңыр көмір, тотыққан көмір, микробтық алуантүрлілік, микробтық қауымдастық, метагеномика, Illumina Miseq секвенирлеу

Автор өмірбаяны

N. Sh. Аkimbekov, Биология және биотехнология мәселелерінің ғылыми-зерттеу институты, әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті, Қазақстан, Алматы қ.

PhD, associate professor