The object of research, development or design (in Russian) : Объектом данного исследования являются штаммы цианобактерий, выделенные из различных экологических систем, а также коллекционные штаммы. Исследование направлено на изучение потенциала цианобактерий в биологическом производстве водорода. Кроме того, разработаны методы повышения водородной продуктивности цианобактерий путем генетической модификации их Hup-мутантов. В качестве объекта использовались штаммы, обладающие активностью ферментов фотосинтеза и азотфиксации, для увеличения производства биологического водорода.

The object of research, development or design (in Kazakh) : Бұл зерттеудің нысаны – әртүрлі экологиялық жүйелерден бөлініп алынған және коллекциялық цианобактерия штаммдары. Зерттеу цианобактериялардың биологиялық сутегі өндіру әлеуетін зерттеуге бағытталған. Сонымен қатар, цианобактериялардың Hup-мутанттарын генетикалық түрлендіру арқылы олардың сутегі өнімділігін арттыру әдістері әзірленді. Нысан ретінде биологиялық сутегі өндірісін арттыру үшін фотосинтез және азот фиксациясы ферменттерінің белсенділігі бар штаммдар пайдаланылды.

Aim of work (in Russian) : Целью данной работы является выделение новых штаммов цианобактерий, их идентификация и увеличение способности к производству водорода. Исследование направлено на разработку технологий увеличения биологического производства водорода путем оптимизации условий культивирования цианобактерий с применением метаболических методов.

Aim of work (in Kazakh) : Бұл жұмыстың мақсаты – цианобактериялардың жаңа штаммдарын бөліп алу, оларды идентификациялау және олардың сутегі өндіру қабілетін арттыру. Зерттеу барысында метаболиттік әдістерді қолдану арқылы цианобактерияларды өсіру шарттарын оңтайландырып, биологиялық сутегі өндірісін арттыруға бағытталған технологияларды әзірлеу көзделген.

Методы исследования (на русском) : В исследовании применялись методы культивирования цианобактерий, определения их способности к производству водорода и генетической модификации. Для оценки активности ферментов азотфиксации и гидрогеназы использовались ферментативные анализы. Генетические исследования включали полимеразную цепную реакцию (ПЦР), секвенирование ДНК и филогенетический анализ. Также проводился микроскопический анализ для изучения морфологических характеристик цианобактерий.

Методы исследования (на казахском) : Зерттеу барысында цианобактерияларды дақылдау, олардың сутегі өндіру қабілетін анықтау және генетикалық модификация әдістері қолданылды. Азот фиксациясы және гидрогеназа ферменттерінің белсенділігін өлшеу үшін ферментативтік талдау әдістері пайдаланылды. Генетикалық зерттеулерде ПТР (полимеразды тізбекті реакция), ДНҚ секвенирлеу және филогенетикалық талдау әдістері қолданылды. Сонымен қатар, цианобактериялардың морфологиялық сипаттамаларын зерттеу үшін микроскопиялық талдау жүргізілді.

Obtained results and novelty (in Russian) : В ходе исследования различных экосистем Казахстана, включая рисовые поля, реки, люцерновые поля, горячие источники и озера, обнаружено значительное разнообразие фототрофных микроорганизмов. Цианобактерии были доминирующей группой, составляя от 34,15% до 66,6% фототрофного сообщества. Морфологически охарактеризованы восемь видов цианобактерий: Nostoc, Trichormus, Tolypothrix, Anabaena, Calothrix, Stigonema и Scytonema. Исследование показало, что штаммы PCC 793, ZTB-1, BTA-1047 и SSP-01 имеют высокий потенциал для биологической продукции водорода. Генетическая трансформация позволила создать мутанты ΔhupS и ΔhupL Anabaena sp. PCC 7120, которые показали увеличенную продукцию водорода, несмотря на сниженные темпы роста и физиологическую активность. Оптимизация условий, таких как pH, свет, температура и клеточная плотность, повысила эффективность водородной продукции у мутантов, особенно у ΔhupL. Также изучено влияние концентраций кислорода, углекислого газа и азота на продукцию водорода, что позволило определить

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Қазақстанның экожүйелерінде, соның ішінде күріш алқаптары, өзендер, люцерн егістіктері, ыстық көздер және көлдерде фототрофты микроорганизмдердің көптүрлілігі анықталды. Цианобактериялар негізгі доминант ретінде байқалып, олардың үлесі 34,15%-дан 66,6%-ға дейін жетті. Зерттеу барысында сегіз цианобактерия түрі сипатталды, оның ішінде Nostoc, Trichormus, Tolypothrix, Anabaena, Calothrix, Stigonema және Scytonema бар. Биологиялық водород өндірісі бойынша PCC 793, ZTB-1, BTA-1047 және SSP-01 штаммдары жоғары нәтижелер көрсетті. Генетикалық трансформация арқылы Anabaena sp. PCC 7120 штаммының мутанттары ΔhupS және ΔhupL алынып, олардың водород өндіру деңгейі жоғарылағанымен, өсу қарқыны төмендеді. Әсіресе ΔhupL штаммы оңтайлы жағдайларда жоғары өнімділік көрсетті. Водород өндірісіне әсер ететін сыртқы факторлар, соның ішінде pH, жарық, температура және клетка тығыздығы зерттелді. Сонымен қатар, газдардың концентрацияларының әсері де талданып, водород өндірісіне оңтайлы жағдайлар анықталды.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : В ходе исследования использовались фотобиореакторы для культивирования фотосинтетических микроорганизмов, таких как штаммы Anabaena и Nostoc. Эти штаммы обладают способностью к производству водорода с помощью ферментов гидрогеназы и нитрогеназы. Применялись методы генетической модификации для увеличения способности штаммов к водородообразованию. Для повышения эффективности водородообразования оптимизировались такие параметры, как интенсивность света, температура и уровень рН. Оптимальная интенсивность света составляла 50 мкмоль фотонов/м²/с, показатель рН — 7. При этих условиях цианобактерии достигли максимальной продуктивности. Температура в диапазоне 25-30°C также способствовала увеличению эффективности. Контроль плотности клеток и состава среды улучшал производство водорода. С экономической точки зрения биологическое производство водорода является важным для развития возобновляемых источников энергии. Генетически модифицированные штаммы цианобактерий могут быть использованы на промышленном уровне, а резуль

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Зерттеу барысында фотобиореакторлар қолданылды, олар фотосинтетикалық микроорганизмдерді өсіруге арналған жүйелер болып табылады. Бұл жүйелерде цианобактериялар, оның ішінде Anabaena және Nostoc штаммдары, гидрогеназа және нитрогеназа ферменттерінің көмегімен сутегі өндірді. Генетикалық модификация әдістері арқылы сутегі өндірісін арттыру мүмкін болды. Сутегі өндірісін оңтайландыру үшін жарық қарқындылығы, температура және рН параметрлері анықталды. Жарық қарқындылығы 50 мкмоль фотон/м²/с, рН мәні 7 деңгейінде болғанда, цианобактериялар максималды өнімділік көрсетті. Температура 25-30°C аралығында ұсталып, бұл да өнімділікті арттыруға ықпал етті. Клетка тығыздығы мен орта құрамын басқару да сутегі өндірісін жақсартты. Экономикалық тұрғыдан биологиялық сутегі өндірісін арттыру экологиялық таза және жаңартылатын энергия көздерін дамыту үшін маңызды. Генетикалық модификацияланған цианобактериялар өнеркәсіптік деңгейде қолданылуы мүмкін, ал зерттеудің нәтижелері Қазақстанның энергетикалық және биотехнологиялық са

Level of implementation (in Russian) : Результаты данного исследования могут быть применены в биотехнологической и биоэнергетической отраслях. В частности, методы производства водорода с использованием генетически модифицированных штаммов цианобактерий готовы к промышленному внедрению. Разработанные в ходе исследования фотобиореакторы и использованные технологии запатентованы, что обеспечивает их практическое применение. В настоящее время существует возможность внедрения этих технологий в производство биотоплива и сельскохозяйственные секторы Казахстана.

Level of implementation (in Kazakh) : Бұл зерттеу барысында алынған нәтижелер биотехнология және биоэнергетика салаларында қолданылуы мүмкін. Атап айтқанда, цианобактериялардың генетикалық модификацияланған штаммдары арқылы сутегін өндіру әдістері өнеркәсіптік масштабта қолдануға дайын. Зерттеу барысында жасалған фотобиореакторлар мен қолданылған технологиялар патенттелген, бұл олардың практикалық қолданылуын қамтамасыз етеді. Қазіргі уақытта бұл технологияларды Қазақстанның биоотын өндірісі мен ауыл шаруашылығы салаларына енгізу мүмкіндігі бар.

Efficiency (in Russian) : Результаты данного исследования значительно повысили эффективность биологического производства водорода с помощью цианобактерий. Применение генетически модифицированных штаммов существенно увеличило скорость выработки водорода. Оптимизация внешних факторов, таких как интенсивность света, температура и показатель рН, способствовала улучшению продуктивности. Использование этих методов делает производство водорода более эффективным, предлагая экологически чистый и возобновляемый источник энергии.

Efficiency (in Kazakh) : Бұл зерттеудің нәтижелері цианобактериялар арқылы биологиялық сутегі өндірудің тиімділігін айтарлықтай арттырды. Генетикалық модификацияланған штаммдарды қолдану сутегі өндірісінің қарқынын едәуір жоғарылатты. Зерттеу барысында сыртқы факторларды оңтайландыру, соның ішінде жарық қарқындылығы, температура және рН көрсеткіштері, сутегі өнімділігін жақсартуға ықпал етті. Осы әдістердің қолданылуы сутегінің экологиялық таза және жаңартылатын энергия көзі ретінде өндірісін тиімдірек етуге мүмкіндік береді.

Field of application (in Russian) : Результаты данного исследования направлены на применение в биоэнергетике и биотехнологии. Технология биологического производства водорода с использованием цианобактерий предназначена для использования в качестве экологически чистого топлива. Эта технология может быть применена в энергетике, сельском хозяйстве и охране окружающей среды. Кроме того, результаты исследования способствуют повышению эффективности производства водорода на промышленном уровне, укреплению энергетической независимости Казахстана и развитию возобновляемых источников энергии.

Field of application (in Kazakh) : Бұл зерттеу нәтижелері биоэнергетика және биотехнология салаларында қолдануға бағытталған. Цианобактерияларды қолдана отырып, сутегін биологиялық әдіспен өндіру технологиясы экологиялық таза отын ретінде пайдалануға арналған. Бұл технологияны энергетика, ауыл шаруашылығы және қоршаған ортаны қорғау салаларында қолдануға болады. Сонымен қатар, зерттеу нәтижелері сутегін өндірудің өнеркәсіптік деңгейде тиімділігін арттырып, Қазақстанның энергетикалық тәуелсіздігін күшейтуге және жаңартылатын энергия көздерін дамытуға үлес қосады.