The object of research, development or design (in Russian) : Объектом исследования являются природные и коллекционные культуры цианобактерий. Целью исследования является изучение штаммов цианобактерий из различных экосистем Республики Казахстан и их способность к производству водорода

The object of research, development or design (in Kazakh) : Зерттеу объектісі цианобактериялардың табиғи және коллекциялық дақылдары болып табылады. Зерттеудің мақсаты – Қазақстан Республикасының әртүрлі экожүйелеріндегі цианобактериялардың штаммдарын және олардың сутегін өндіру қабілетін зерттеу

Aim of work (in Russian) : Цель исследования — изоляция и идентификация штаммов цианобактерий, а также их последующее культивирование и изучение способности к производству биоводорода в лабораторных условиях​

Aim of work (in Kazakh) : Зерттеудің мақсаты - цианобактериялардың штаммдарын бөліп алу және анықтау, сонымен қатар оларды кейіннен өсіру және зертханалық жағдайларда биосутегін өндіру қабілетін зерттеу

Методы исследования (на русском) : Сбор и анализ образцов фототрофных микроорганизмов из различных экосистем. Культивирование и изучение морфологических, физиологических и молекулярных характеристик штаммов. Эксперименты по производству водорода с помощью биофотолиза, включая использование различных ингибиторов фотосинтеза (DCMU, KCN и других). Генетическая инженерия и мутагенез для создания рекомбинантных штаммов с повышенной продуктивностью

Методы исследования (на казахском) : Әртүрлі экожүйелерден фототрофты микроорганизмдердің үлгілерін жинау және талдау. Штамдардың морфологиялық, физиологиялық және молекулалық сипаттамаларын өсіру және зерттеу. Әртүрлі фотосинтез ингибиторларын (DCMU, KCN және т.б.) қолдануды қоса алғанда, биофотолизді қолдану арқылы сутегін алу бойынша тәжірибелер. Өнімділігі жоғары рекомбинантты штаммдарды жасау үшін гендік инженерия және мутагенез

Obtained results and novelty (in Russian) : В результате исследований были выделены и идентифицированы 12 видов фототрофных микроорганизмов из экосистем Казахстана, в том числе штаммы, такие как Synechocystis sp., Synechococcus sp., Oscillatoria sp. и другие. Анализ показал, что штамм Synechocystis sp. PSU 1262 продемонстрировал наивысшую производительность водорода — до 496 нмоль H₂/мг хлорофилла/час. Его способность производить водород была в 14 раз выше при свете, чем в темноте. Были созданы мутантные формы Synechocystis, которые показали более высокие уровни продукции водорода по сравнению с природным штаммом. У мутанта ΔhoxE скорость водородопродукции достигала 966 нмоль H₂/мг хлорофилла/час​. Новизна работы заключается в разработке комплексной методологии культивирования цианобактерий с оптимизированными параметрами для получения водорода в лабораторных условиях​.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Жүргізілген зерттеулер нәтижесінде Қазақстанның экожүйелерінен фототрофты микроорганизмдердің 12 түрі, олардың ішінде Synechocystis sp., Synechococcus sp., Oscillatoria sp. және т.б. Талдау көрсеткендей, Synechocystis sp.PSU 1262 штамы сутегінің ең жоғары өнімділігін көрсетті – 496 нмоль H₂/мг хлорофилл/сағ. Оның сутегін шығару қабілеті қараңғыға қарағанда жарықта 14 есе артық болды. Табиғи штамммен салыстырғанда сутегі өндірісінің жоғары деңгейін көрсететін Synechocystis мутантты түрлері жасалды. ΔhoxE мутантында сутегі өндірісінің жылдамдығы сағатына 966 нмоль H₂/мг хлорофиллге жетті. Жұмыстың жаңалығы зертханалық жағдайда сутегін алу үшін оңтайландырылған параметрлері бар цианобактерияларды өсірудің кешенді әдістемесі әзірленді.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Оптимальные условия для роста культур включают концентрацию CO₂ на уровне 2-4%, что значительно влияет на скорость роста и продукцию хлорофилла. Штаммы Desertifilum sp. и Synechocystis sp. продемонстрировали наиболее высокую производительность при данных условиях. Оптимальная интенсивность света для фотосинтеза была выше 30 мкмоль фотонов/м²/сек, что способствовало наибольшей активности цианобактерий. Концентрация кислорода 25% оказала положительное влияние на активность ферментов, особенно у штамма Desertifilum sp., что важно для повышения производительности биоводорода. Наибольшие показатели продукции водорода были достигнуты при pH 8, температуре 27.5°C и освещенности 120 мкмоль фотонов/м²/сек. Концентрация азота оказывала отрицательное влияние на выход водорода

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Дақылдың өсуі үшін оңтайлы жағдайларға CO₂ концентрациясы 2-4% жатады, бұл өсу жылдамдығына және хлорофилл өндірісіне айтарлықтай әсер етеді. Desertifilum sp. штамдары. және Synechocystis sp. осы шарттарда ең жоғары өнімділікті көрсетті. Фотосинтез үшін оңтайлы жарық қарқындылығы 30 мкмоль фотон/м²/сек болды, бұл цианобактериялардың ең үлкен белсенділігіне ықпал етті. Оттегінің 25% концентрациясы, әсіресе биосутек өнімділігін арттыру үшін маңызды болып табылатын Desertifilum sp штаммының белсенділігіне оң әсер етті. Сутегін өндірудің ең жоғары қарқыны рН 8, температура 27,5°C және 120 мкмоль фотон/м²/сек жарықтандыру кезінде қол жеткізілді. Азот концентрациясы сутегі шығымына теріс әсер етті.

Level of implementation (in Russian) : Результаты исследования имеют практическую значимость и были защищены патентами: Патент на фотобиореактор для культивирования фототрофных микроорганизмов (№ 2844996 от 04.04.2023). Патент на штамм цианобактерий Nostoc sp. J-1 для производства биоводорода (№ 7880 от 20.12.2022).

Level of implementation (in Kazakh) : Зерттеу нәтижелерінің практикалық маңызы бар және патенттермен қорғалған: Фототрофты микроорганизмдерді өсіруге арналған фотобиореакторға патент (04.04.2023 ж. № 2844996). Биосутек алу үшін Nostoc sp.J-1 цианобактерия штаммына патент (20.12.2022 ж. № 7880).

Efficiency (in Russian) : Результаты исследования были внедрены через патенты, например, на фотобиореактор для культивирования фототрофных микроорганизмов и использование штаммов цианобактерий для производства биоводорода

Efficiency (in Kazakh) : Зерттеу нәтижелері патенттер арқылы жүзеге асырылды, мысалы, фототрофты микроорганизмдерді өсіруге арналған фотобиореакторда және биосутек алу үшін цианобактерия штаммдарын пайдалану.

Field of application (in Russian) : Полученные штаммы и методики могут применяться для производства биоводорода в лабораторных условиях и в перспективе для промышленных технологий биоэнергетики

Field of application (in Kazakh) : Алынған штаммдар мен әдістерді зертханалық жағдайларда биосутегін алу үшін және болашақта өнеркәсіптік биоэнергетикалық технологиялар үшін пайдалануға болады.