- Разработаны методологические основы выявления структурной организации и закономерностей функционирования бактериальных и метаногенных ассоциаций в анаэробных реакторах, а также определена таксономическая принадлежность бактериальных и архейных участников анаэробной конверсии различных органических отходов;
- Разработаны эффективные способы микробной конверсии различных органических отходов сельского хозяйства и спиртовой промышленности в биогаз с определением оптимальных значений ключевых параметров анаэробного процесса в установках различной модификации;
- Показана целесообразность внесения ионов Fe(III) в лабораторные реакторы для оптимизации синтрофных отношений между ацетогенными бактериями и ацетокластическими метаногенами, повышения продукции метана и снижения выделения сероводорода;
- Выявлен эффект иммобилизации микроорганизмов на стабильность работы анаэробных реакторов различного типа и активность водород-продуцирующего бактериального и метаногенного консорциумов, связанный со снижением времени удерживания субстрата в реакторах;
- Оценен потенциал трансформации 2,4,6-тринитротолуола сообществом анаэробных микроорганизмов, а также выявлены основные пути анаэробного метаболизма 2,4,6-тринитротолуола, ведущие к формированию продуктов трансформации исходного ксенобиотика с последующей их элиминацией;
- Выявлена высокая эффективность сочетания аэробной и анаэробной трансформации 2,4,6-тринитротолуола, что сопровождалось полной деструкцией исходного ксенобиотика с последующим удалением сформировавшихся метаболитов.
1.Ziganshin, A.M. Influence of pH on 2,4,6-trinitrotoluene degradation by Yarrowia lipolytica / A.M. Ziganshin, R.P. Naumova, A.J. Pannier, R. Gerlach // Chemosphere. – 2010. – V. 79, No 4. – P. 426–433.
2.Ziganshin, A.M. Bacteria and archaea involved in anaerobic digestion of distillers grains with solubles / A.M. Ziganshin, T. Schmidt, F. Scholwin, O.N. Il’inskaya, H. Harms, S. Kleinsteuber // Applied Microbiology and Biotechnology. – 2011. – V. 89, No 6. – P. 2039–2052.
3.Ziganshin, A.M. Microbial community structure and dynamics during anaerobic digestion of various agricultural waste materials / A.M. Ziganshin, J. Liebetrau, J. Pröter, S. Kleinsteuber // Applied Microbiology and Biotechnology. – 2013. – V. 97, No 11. – P. 5161–5174.
4.Khilyas, I.V. Effect of ferrihydrite on 2,4,6-trinitrotoluene biotransformation by an aerobic yeast / I.V. Khilyas, A.M. Ziganshin, A.J. Pannier, R. Gerlach // Biodegradation. – 2013. – V. 24, No 5. – P. 631–644.
5.Schmidt, T. Effects of the reduction of the hydraulic retention time to 1.5 days at constant organic loading in CSTR, ASBR, and fixed-bed reactors – Performance and methanogenic community composition / T. Schmidt, A.M. Ziganshin, M. Nikolausz, F. Scholwin, M. Nelles, S. Kleinsteuber, J. Pröter // Biomass and Bioenergy. – 2014. – V. 69. – P. 241–248.
6.Ziganshina, E.E. Assessment of a biogas-generating microbial community in a pilot-scale anaerobic reactor / E.E. Ziganshina, A.R. Bagmanova, I.V. Khilyas, A.M. Ziganshin // Journal of Bioscience and Bioengineering. – 2014. – V. 117, No 6. – P. 730–736.
7.Ziganshina, E.E. Microbial community diversity in anaerobic reactors digesting turkey, chicken, and swine wastes / E.E. Ziganshina, D.E. Belostotskiy, R.V. Shushlyaev, V.A. Miluykov, P.Y. Vankov, A.M. Ziganshin // Journal of Microbiology and Biotechnology. – 2014. – V. 24, No 11. – P. 1464–1472.
8.Ziganshin, A.M. Pathways of 2,4,6-trinitrotoluene transformation by aerobic yeasts / A.M. Ziganshin, R. Gerlach // In S.N. Singh (ed.), Biological remediation of explosive residues, Environmental science and engineering. – Springer International Publishing AG, Switzerland, 2014. – P. 301–311.
9.Ziganshin, A.M. Fe(III) mineral reduction followed by partial dissolution and reactive oxygen species generation during 2,4,6-trinitrotoluene transformation by the aerobic yeast Yarrowia lipolytica / A.M. Ziganshin , E.E. Ziganshina, J. Byrne, R. Gerlach, E. Struve, T. Biktagirov, A. Rodionov, A. Kappler // AMB Express. – 2015. – V. 5, No 1. – P. 1–12.
10.Зиганшин, А.М. Аэробная деградация 2,4,6-тринитротолуола штаммом дрожжей Geotrichum candidum AN-Z4 / А.М. Зиганшин, Р. Герлах, Е.А. Науменко, Р.П. Наумова // Микробиология. – 2010. – Т. 79, № 2. – С. 199–205.
11.Хиляс, И.В. Биодеградация 2,4,6-тринитротолуола гемиаскомицетными дрожжами в условиях непрерывного режима культивирования / И.В. Хиляс, Л.Ф.Сафиуллина, А.А. Родионов, А.М. Зиганшин // Ученые записки Казанского университета. Естественные науки. – 2010. – Т. 152, № 4. – С. 179–189.
12.Зиганшин, А.М. Видовой состав сообществ архей в анаэробных биогазовых реакторах / А.М. Зиганшин, Т. Шмидт, Ф. Шольвин, С. Кляйнштаубер // Ученые записки Казанского университета. Естественные науки. – 2011. – Т. 153, № 2. – С. 100–109.
13.Сибгатуллина, Э.Э. Способ утилизации послеспиртовой барды с использованием биогазовой технологии / Э.Э. Сибгатуллина, А.М. Зиганшин // Вестник Уральской медицинской академической науки. – 2011. – № 4/1 (38). – С. 13–15.
14.Зиганшин, А.М. Динамика развития метаногенного сообщества в процессе анаэробной утилизации отходов агропромышленного комплекса / А.М. Зиганшин, Э.Э. Зиганшина, С. Кляйнштаубер, Ю. Протер, О.Н. Ильинская // Acta Naturae. – 2012. – Т. 4, № 4 (15). – С. 94–100.
Патенты на изобретения:
1.Патент 2437930 Российская Федерация. Биосенсор для определения 2,4,6-тринитротолуола / Хиляс И.В., Зиганшин А.М., Наумова Р.П.; № 2010132746/10; заявл. 04.08.2010; опубл. 27.12.2011, Бюл. №36.
2.Патент 2451066 Российская Федерация. Штамм дрожжей Geotrichum sp., осуществляющий биологическую деградацию 2,4,6-тринитротолуола / Зиганшин А.М., Хиляс И.В., Ильинская О.Н.; № 2010132747/10; заявл. 04.08.2010; опубл. 20.05.2012, Бюл. №14.
3.Патент 2453508 Российская Федерация. Способ биологической очистки воды от тринитротолуола / Хиляс И.В., Зиганшин А.М.; № 2010132748/10; заявл. 04.08.2010; опубл. 20.06.2012, Бюл. №17.
4.Патент 2467064 Российская Федерация. Штамм дрожжей Yarrowia lipolytica ВКПМ Y-3492 – деструктор тринитротолуола / Зиганшин А.М., Ильинская О.Н., Наумова Р.П., Наумов А.В., Хиляс И.В.; № 2010105120/10; заявл. 12.02.2010; опубл. 20.11.2012, Бюл. №32.
Тезисы в сборниках материалов конференций:
1.Belostotskiy, D.E. Microbial community diversity in biogas reactors digesting turkey, chicken and swine wastes / D.E. Belostotskiy, E.E. Ziganshina, R.V. Shushlyaev, V.A. Milyukov, P.Y. Vankov, A.M. Ziganshin // 2nd International Conference on Biogas Microbiology ICBM. – Uppsala, Sweden, 2014. – P. 2.
2.Liebetrau, J. Reduction of the hydraulic retention time to 1.5 days in a CSTR – performance and methanogenic community / J. Liebetrau, T. Schmidt, A.M. Ziganshin, M. Nikolausz, F. Scholwin, M. Nelles, S. Kleinsteuber, J. Pröter // 2nd International Conference on Biogas Microbiology ICBM. – Uppsala, Sweden, 2014. – P. 5.
3.Ваньков, П.Ю. Микробные сообщества анаэробных реакторов, утилизирующих отходы животноводства / П.Ю. Ваньков, Э.Э. Зиганшина, Д.Е. Белостоцкий, Р.В. Шушляев, В.А. Милюков, А.М. Зиганшин // IV Международная научно-практическая конференция “Постгеномные методы анализа в биологии, лабораторной и клинической медицине”. – Казань, 2014. – С. 27.
4.Багманова, А.Р. Микробная конверсия органического сырья с получением биотоплива / А.Р. Багманова, Э.Э. Зиганшина, А.М. Зиганшин // I Международная интернет-конференция “Энергетика в современном мире”. – Казань, 2013. – С. 3–5.
5.Зиганшина, Э.Э. T-RFLP анализ в исследовании структуры микробных сообществ, участвующих в анаэробной утилизации отходов сельского хозяйства / Э.Э. Зиганшина, А.Р. Багманова, В.В. Туфатулин, А.М. Зиганшин // II Интернет-конференция “Грани науки – 2013”. – Казань, 2013. – C. 405–406.
6.Babett, A. Functional compartmentalization in a lab-scale anaerobic baffled reactor for in situ biogas upgrading / A. Babett, J. Seifert, A.M. Ziganshin, M. Carstensen, H. Schneider, J. Born, S. Kleinsteuber // 14th International Symposium on Microbial Ecology. – Copenhagen, Denmark, 2012. – P. 2–3.
7.Ziganshin, A.M. Microbial community structure and dynamics in anaerobic digestion of various agricultural waste materials / A.M. Ziganshin, J. Liebetrau, J. Pröter, S. Kleinsteuber // 1st International Conference on Biogas Microbiology ICBM. – Leipzig, Germany, 2011. – P. 120.
8.Babett, A. Functional community dynamics in a lab-scale anaerobic baffled reactor for in situ biogas upgrading / A. Babett, A.M. Ziganshin, M. Carstensen, M. Schwarz, H. Schneider, J. Born, S. Kleinsteuber // 1st International Conference on Biogas Microbiology ICBM. – Leipzig, Germany, 2011. – P. 68.
9.Kleinsteuber, S. Bacteria and archaea involved in anaerobic digestion of distillers grains / S. Kleinsteuber, A.M. Ziganshin, T. Schmidt, H. Harms // Annual Congress of the General and Applied Microbiology Association (VAAM). – Karlsruhe, Germany, 2011. – P. 177.
10.Nikolausz, M. A functional gene diversity approach to assess the effect of substrate on microbial community structures in biogas reactors / M. Nikolausz, A.M. Ziganshin, J. Liebetrau, T. Schmidt, K. Schneider, S. Kleinsteuber // International Water Association – IWA’s specialized conference on “Microbes in Wastewater and Waste Treatment, Bioremediation and Energy Production”. – Goa, India, 2011. – P. 111.
11.Зиганшин, А.М. Утилизация органических отходов спиртового производства с получением биогаза / А.М. Зиганшин, Э.Э. Сибгатуллина // II Всероссийская интернет-конференция “Актуальные проблемы биохимии и бионанотехнологии”. – Казань, 2011. – С. 370–372.
12.Хиляс, И.В. Биосенсор для детекции токсичных нитроароматических ксенобиотиков / И.В. Хиляс, А.М. Зиганшин, Р.П. Наумова // X Всероссийская выставка научно-технического творчества молодежи. – Москва, 2010. – С. 36.
13.Ziganshin, A.M. Deep destruction of ecologically hazardous nitroaromatics by Yarrowia lipolytica and Geotrichum candidum / A.M. Ziganshin // XIV International Conference devoted to the 20th Anniversary of Partnership between Kazan State University and Justus-Liebig Giessen University “Microbial Enzymes in Biotechnology and Medicine”. – Kazan, 2009. – P. 70–71.
14.Хиляс, И.В. Трансформация 2,4,6-тринитротолуола низшими эукариотами в условиях непрерывного культивирования / И.В. Хиляс, Л.Ф. Сафиуллина, А.М. Зиганшин // XVI Международная научная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых “Ломоносов”. – Москва, 2009. – С. 174–175.
15.Safiullina, L.F. Transformation of 2,4,6-trinitrotoluene through the aromatic ring reduction / L.F. Safiullina, A.M. Ziganshin, A.P. Lozhkin, I.V. Khilyas, R.P. Naumova // First Interuniversity Conference on Modern Biology “Bio-news”. – Kazan, 2008. – P. 36–37.
16.Timonina, E.V. Toxicological aspects of reactive oxygen species generation in 2,4,6-trinitrotoluene transformation / E.V. Timonina, A.P. Lozhkin, A.M. Ziganshin, R.P. Naumova // First Interuniversity Conference on Modern Biology “Bio-news”. – Kazan, 2008. – P. 35–36.
17.Subkhangulova, A.R. Transformation of 2,4,6-trinitrotoluene by callus culture of Fagopyrum tataricum / A.R. Subkhangulova, E.A. Naumenko, A.P. Lozhkin, A.M. Ziganshin, R.P. Naumova // First interuniversity conference on modern biology “Bio-news”. – Kazan, 2008. – P. 32.
18.Хиляс, И.В. Образование восьми различных гидридных комплексов Мейзенхеймера при трансформации 2,4,6-тринитротолуола аэробными дрожжами / И.В. Хиляс, А.М. Зиганшин, Р.П. Наумова // Вестник Российской военно-медицинской академии. Приложение 2. Конгресс “Экотоксиканты и здоровье человека”. – 2008. – № 3 (23). – С. 167.
19.Gerlach, R. Two different pathways of TNT transformation – nitro group and aromatic ring reduction – are influenced by biotic and abiotic processes / R. Gerlach, A.M. Ziganshin, R.P. Naumova // Environmental and Subsurface Science Symposium, featuring Biotechnology and Bioremediation. – Logan, Utah, USA, 2007. – P. 5.
20.Naumenko, E.A. Generation of superoxide in 2,4,6-trinitrotoluene microbial transformation / E.A. Naumenko, A.P. Lozhkin, A.M. Ziganshin, R.P. Naumova, N.I. Silkin // International Conference “Modern Development of Magnetic Resonance”. – Kazan, 2007. – P. 213–214.
21.Хиляс, И.В. Гидридное восстановление 2,4,6-тринитротолуола грибами родов Candida и Geotrichum / И.В. Хиляс, Е.А. Науменко, А.П. Ложкин, А.М. Зиганшин, Р.П. Наумова // 11 Международная Пущинская школа-конференция молодых ученых “Биология – наука XXI века”. – Пущино, 2007. – С. 51.
22.Хиляс, И.В. Редукция ароматического кольца 2,4,6-тринитротолуола – путь, ведущий к его разрушению / И.В. Хиляс, А.М. Зиганшин, Е.А. Науменко, Р.П. Наумова // Региональная конференция молодых ученых с международным участием “Современные проблемы экологии, микробиологии и иммунологии”. – Екатеринбург-Пермь, 2007. – С. 29–30.