Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Бактериальное окисление метана в озере Байкал

ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Бактериальное окисление метана в озере Байкал"

На правах рукописи

ГАЙНУТДИНОВА Елена Александровна

БАКТЕРИАЛЬНОЕ ОКИСЛЕНИЕ МЕТАНА В ОЗЕРЕ БАЙКАЛ

03.00.16 - экология 03.00.07 - микробиология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Улан-Удэ - 2005

Работа выполнена в Институте общей и экспериментальной биологии СО РАН и в Институте биохимии и физиологии микроорганизмов им Г.К Скрябина РАН

Научный руководитель:

кандидат биологических наук Дагурова Ольга Павловна

Научный консультант:

доктор биологических наук, профессор Троценко Юрий Александрович

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор

Горленко Владимир Михайлович

кандидат биологических наук Бархутова Дарима Дондоковна

Ведущая организация: Институт биологии внутренних вод

им. И.Д. Папанина РАН

Защита диссертации состоится г. в ча-

сов на заседании Диссертационного совета Д 212.022.03 при Бурятском государственном университете по адресу: 670000, Улан-Удэ, ул. Смолина, 24а, биолого-географический факультет, ауд

С Зч л) 7 '

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Бурятского государственного университета.

Автореферат разослан » 2005 г.

Ученый секретарь Диссертационного совета, кандидат биологических наук J^ Шорноева H.A.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Бактериальное окисление метана является широко распространенным в водных экосистемах процессом, который обеспечивает возврат углерода в круговорот вещества и является одним из факторов, регулирующих концентрацию метана и его эмиссию в атмосферу. Процесс осуществляет высокоспециализированная группа микроорганизмов - метанокисляющих бактерий (метанотрофов). Благодаря наличию уникальных ферментных систем метанотрофы способны использовать метан как единственный источник углерода и энергии. Процесс окисления метана и метанотрофные сообщества пресных водоемов изучены достаточно хорошо (\У!«епЬигу а1., 1970; Ыскйчзт е! а1., 1984; Абрамочкина и др., 1987; Ргепге1 а а1., 1990; ВисЫюк е1 а1., 1995; Аитап й а1., 2000; Галь-ченко, 2001).

Озеро Байкал - уникальный пресноводный водоем, расположенный в рифтовой зоне и характеризующийся специфическими условиями (большие глубины, низкая температура воды, высокое содержание кислорода по всей толще воды и незначительное содержание органических веществ) для жизнедеятельности живых организмов. Имеющиеся на дне озера локальные выходы метана, поступающего по разломам из глубинных слоев осадков, привлекают внимание исследователей к изучению биогеохимического цикла метана в озере Байкал (Намсараев и др, 2000, 2002; Клерке и др., 2003). В осадках озера был детально изучен процесс бактериального образования метана (Намсараев и др, 1995). Процесс окисления метана был исследован в осадках в районах выхода подводных термальных вод и залегания газогидратов (Намсараев, Земская, 2000; Дагурова и др, 2004). Окисление метана в водной толще не изучалось вообще и практически не исследовались микроорганизмы, ответственные за данный процесс.

Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является изучение процесса окисления метана в озере Байкал и выявление аэробных бактерий, осуществляющих этот процесс.

Задачи исследования:

1. изучить физико-химические условия среды обитания микроорганизмов;

2. определить интенсивность бактериального образования метана в донных осадках;

3. определить интенсивность бактериального окисления метана в донных осадках и водной толще;

4. выделить метанокисляющие бактерии из_донных осадков и определить их филогенетическое положение. | рос

I МММПМ I

! гада)

Научная новизна. Впервые на обширном материале показано, что в донных осадках и водной толще озера Байкал протекает процесс аэробного окисления метана. Выявлено, что в осадках зоной интенсивного потребления метана является слой 0-5 см. Распределение интенсивности метано-кисления по длине кернов в газогидратсодержащих осадках отличается от такового в других районах озера. В воде наиболее интенсивно метан окисляется в верхних (0-100 м) и придонных слоях. Впервые выделено 17 культур метанокисляющих бактерий из донных осадков и определено их филогенетическое положение. Культивируемое метанотрофное сообщество представлено в основном метанотрофными бактериями II типа. Филогенетический анализ метанотрофов по последовательности а-субъединицы мембранной метанмонооксигеназы свидетельствует о преобладании в накопительных культурах представителей рода МеМуЬсу.чИ.ч

Практическая значимость. Количественные данные по активности метанокисляющих бактерий могут быть использованы в качестве индикаторных в местах разгрузки метана, а также для мониторинга деятельности микроорганизмов. Данные о метанокисляющих бактериях озера Байкал расширяют представления об экологии метанотрофов в природе.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. В водной толще и донных осадках озера Байкал протекает процесс аэробного окисления метана, в газогидратсодержащих осадках возможно анаэробное окисление метана, о чем свидетельствуют профили распределения интенсивности процесса по глубине осадков.

2. Разгрузка метана в районах выхода подземных термальных вод, нефти и газов создает благоприятные экологические условия существования популяции аэробных метанокисляющих бактерий, что подтверждают данные по численности метанотрофов и интенсивности окисления метана.

3. При культивировании метанотрофных бактерий донных осадков озера Байкал в основном происходит выделение метанотрофов II типа.

Организация исследований. Пробы воды и осадков для исследований были получены во время экспедиций, организованных Лимнологическим институтом СО РАН. Основные материалы диссертационной работы получены в лаборатории микробиологии Института общей и экспериментальной биологии СО РАН, зав. лаб., д.б.н. Б.Б. Намсараев и в лаборатории метилотрофии и радиоактивных изотопов Института биохимии и физиологии микроорганизмов РАН, зав. лаб., д.б.н. Ю.А. Троценко.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы были представлены и обсуждены на: I конгрессе европейских микробиологов, Любляна ^Слоренир){ 2003; всероссийской конференции «Био-разнообр^^е*'!^ ¡^^цианирование микробных сообществ водных и на? »»« 4Ш * 4ч* ■'»■■■•"— ~

земных систем Центральной Азии», Улан-Удэ, 2003; международном Байкальском микробиологическом симпозиуме «Микроорганизмы в экосистемах озер, рек и водохранилищ», Иркутск, 2003; международной конференции по арктической микробиологии, Рованиеми (Финляндия), 2004; международной конференции «Научные основы сохранения водосборных бассейнов: междисциплинарные подходы к управлению природными ресурсами», Улан-Удэ, 2004; ежегодной научно-практической конференции преподавателей, сотрудников и аспирантов БГУ, Улан-Удэ, 2005.

Публикации. По результатам исследования опубликовано 10 научных работ, 2 работы находятся в печати. л

Объем и структура работы. Диссертация изложена на /^страницах машинописного текста и состоит из введения^ трех глав, заключения, выводов, списка использованной литературы (/^отечественных и зарубежных источников). Диссертация содержит /£ рисунков, /^таблиц.

Благодарности. Автор выражает благодарность С.П. Бурюхаеву, В.Б. Дамбаеву, А.В Биликтуеву и всем сотрудникам лаборатории микробиологии ИОЭБ СО РАН за помощь в работе и поддержку. Автор признателен сотрудникам Лимнологического института СО РАН Т.Н. Земской и О.М. Хлыстову, а также экипажу НИС «Г Ю Верещагин» за отбор проб воды и осадков. Автор выражает искреннюю признательность сотрудникам лаборатории метилотрофии ИБФМ РАН В.Н. Хмелениной, Б.Ц. Еши-нимаеву, И.С. Цыренжаповой, Г.В. Вотевой, Н.Е. Сузиной за помощь в работе и доброжелательное отношение.

Автор выражает глубокую признательность научному руководителю к.б.н. О.П. Дагуровой и научному консультанту д.б.н., проф. Ю.А. Тро-ценко, а также д.б.н., проф. Б.Б. Намсараеву.

Работа выполнена при финансовой поддержке программы Президиума РАН № 13.19, гранта для молодых ученых СО РАН №91.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материалы и методы исследований

Исследования донных осадков и водной толщи были проведены в 2002-2003 гг. во время экспедиций, организованных Лимнологическим институтом СО РАН в различных районах озера Байкал: на центральных станциях стандартных байкальских лимнологических разрезов и в центральной части Байкала (районы, условно обозначенные как фоновые), а также в местах залегания газогидратов (Южный Байкал), выхода подводных термальных вод (бухта Фролиха, Северный Байкал), газо- и нефтепро-явлений (Средний Байкал и дельта реки Селенга) (рис. 1). Отбор проб воды проводили с помощью батометра. Пробы донных осадков отбирали при

Рис. 1. Схема отбора проб воды и донных осадков озера Байкал 1-03 - разрез Солзан-Маритуй, 2-02 - Посольская Банка, 2-03 - разрез Листвянка-Танхой, 5 - Кукуйский каньон, 6-03 - разрез Сухая-Анга, 8-03 - мыс Толстый (район нефтепроявлений), 9-03 - разрез Ухан-Тонкий, 10-03 - Академический хребет, 12-03 - разрез Елохин-Давша, 14-03 - разрез Котельниковский-Амнундакан, 16-03 - разрез Тыя-Немнянка, 17,18,25,32-03 - бухта Фро-лиха (подводный термальный источник), 44-03 - мыс Заворотный, 69-03 - на выходе из Баргузинского залива (метановый сип), 75-03 - Байкал, центральная часть 81-03 - разрез Болдаково-Ольхонские ворота, 82 - Энхалук-Анга, 83 - дельта Селем и (метановый сип), 90 - Селен! инское мелководье, гг - Южный Байкал, район газогидратов (3/2гг-02, З/Згг-02. 2гг-03,3гг-03, 5гг-03, 7гг-03, 8гг-03)

помощи дночерпателя и бентосных трубок. Для последующих микробиологических исследований образцы осадков отбирали в стерильную посуду и хранили при температуре 4°С. Температуру измеряли с помощью электротермометра Prima (Португалия). Значения рН и Eh определяли портативными приборами РН-82 и SC-82 (Япония). Содержание анионов в по-ровых водах было определено методом высокоэффективной жидкостной

хроматографии, катионов - методами адсорбционной и пламенной фотометрии1 Концентрация метана в воде и осадках определена с помощью газового хроматографа с пламенно-ионизационном детектором2.

Культивирование метанотрофных бактерий проводили в колбах объемом 0,25 или 0,75 л, заполненных 20 или 50 мл среды. Колбы закрывали резиновыми пробками, в сквозные отверстия которых были вставлены две стеклянные трубки с ватными фильтрами, заполняли газовой смесью метан-воздух (1:1) и инкубировали на роторной качалке (140 об/мин) (Малашенко и др., 1978). При культивировании на твердых средах использовали вакуумные эксикаторы, заполненные аналогичной газовой смесью.

Метанотрофные бактерии выращивали на среде «0.5П» (с учетом минерализации воды в Байкале) следующего состава: основной раствор (в г/л) - КЫ03-0,5; М§804'7Н20-0,1; СаС12-0,01; фосфаты (в г/л) - На2НР04-0,75; КН2Р04-0,35; раствор микроэлементов (в мг/л) - ЭДТА Ыа2-2,5; Ре804'7Н20-1; (в мкг/л) - гп504'7Н20-50; МпС12«4Н20-15; СиС12 «5Н20-5; СоС12*6Н20-100; №С12'6Н20-10; Ыа2Мо04-15; Н3В03-15 (Гальченко, 2001). Растворы стерилизовали отдельно при 1 атм в течение 1 часа. Раствор фосфатов вносили непосредственно перед засевом. Для уплотнения среды использовали агар "01й;о" в количестве 1,5% от объема среды.

Для получения накопительных культур образцы ила (0,5-1 см3) вносили в пробирки с 5 мл среды. Значения рН устанавливали в соответствии со значениями рН природных образцов - 6,8-7,2. Пробирки выдерживали в статическом состоянии в эксикаторах, заполненных смесью метана и воздуха (1:1). Инкубацию проводили при 25°С в течение 2-5 недель. После появления видимых признаков роста 2 мл суспензии переносили в колбы объемом 750 мл с 50 мл среды и повторяли инкубацию в атмосфере метан - воздух (1:1) на качалке при 140 об/мин и температуре 25°С. Для большинства накопительных культур долю метана в газовой смеси увеличивали до 80-100%. Процесс накопления метанотрофных бактерий при последовательных пересевах контролировали с помощью светового микроскопа с фазово-контрастным устройством ,1епауа1 (Германия).

Численность метанотрофов определяли методом десятикратных разведений, высевая образцы ила в аэробную жидкую среду «0,5П» и инкубируя с меченым метаном в течение 6-10 дней. О наличии метанотрофов судили по интенсивности потребления МСН4.

1 Анализ поровых вод на содержание основных ионов был выполнен сотрудниками Лимнологического института СО РАН Л П Голобоковой, Т П Погодаевой

Содержание метана в воде и осадках было определено сотрудником Института океанологии РАН А.В Егоровым

ДНК выделяли модифицированным методом Lee (1996). ПЦР-амплификацию с использованием олигонуклеотидных праймеров на функциональные гены растворимой (ттоХ) и мембрансвязанной (ртоА) ме-танмонооксигеназ проводили на ДНК термоциклере Hybaid (Англия) в режиме 1 цикл - 95°С, 2 мин, 25 циклов - 94°С, 40 с; 56°С, 40 с, 72°С, 40 с, последний цикл - 72°С, 4 мин Реакционная смесь (30 мкл) содержала' 10 мМ трис-НСЛ буфер, 1 мг/мл БСА, 2,5 мМ MgCl2, 5 пМ соответствующих праймеров; 0,2 мкМ каждого дНТФ, 1Е Taq-ДНК полимеразы; 0,5-2 мкл образца ДНК. Продукты реакции разделяли электрофоретически в 1% агарозном геле и детектировали в УФ по окрашиванию этидий бромидом (5 мкг/мл) Нуклеотидные последовательности ПЦР-продуктов определяли на автоматическом секвенаторе CEQ 2000XL Beckman Coulter (США) с использованием набора BigDye Terminator Cycle Sequencing kit («Perkin Elmer», США), согласно инструкциям фирмы-производителя Транслированные аминокислотные последовательности участка гена ртоА (-460 п.н.) сравнивали с последовательностями из GenBank, используя программы NCBI BLAST (http//www.ncbi.nlm.nih.gov/Blast). Выравнивание последовательностей для построения филогенетического дерева проводили в программе Clustal W (версия 1 6) Филогенетическое дерево было построено с использованием программы Тгеесоп (версия 1.3)

Интенсивность образования и потребления метана определяли радиоизотопным методом с использованием |4СН4 и NaH14C03 (Беляев, Иванов, 1975) 1 cmj образца ила помещали в стерильные флаконы и заливали безбактериальной байкальской водой доверху, образцы воды заливали в стерильные флаконы на весь объем. Флаконы закрывали газонепроницаемыми пробками и обжимали алюминиевыми крышками. Меченые субстраты вводили с помощью шприца. Инкубацию проводили в течение 3568 ч при температуре 4-6°С, близкой к температуре in situ Процесс останавливали добавлением NaOH. Радиоактивность, после соответствующей обработки, измеряли на жидкостных сцинтилляционных счетчиках Rack-Beta (Швеция) и Intertechnique (Франция). Контролем служили образцы, предварительно зафиксированные NaOH Об интенсивности процессов судили по количеству образующихся меченых продуктов Статистическая обработка данных выполнена стандартными методами (Плохинский, 1969).

Результаты и обсуждение 1. Физико-химические условия среды обитания микроорганизмов

Для большинства изученных станций содержание основных ионов (К\ Na+, Са2+, Mg2+, S042", НС03" и СГ) и их сумма в поровых водах осадков не превышали фоновых значений Однако были выявлены и некото-

рые отклонения в гидрохимическом составе поровых вод. Аномалии были приурочены к осадкам в районе залегания газогидратов и выходов термальных вод, нефти и газов. Это обусловлено просачиванием в донные осадки подземных флюидов, отличающихся по минеральному составу от вод Байкала (Гранина, Каллендер, 2001, Клерке и др, 2003). Осадки в этих местах нередко были восстановлены с поверхности. Концентрация метана в осадках колебалась в широких пределах, достигая максимальных величин в газогидратсодержащих осадках (до 200 мл в 1 дм3). Осадки из района залегания газогидратов характеризовались большим содержанием метана и в поверхностных слоях. Аномально высокая концентрация метана в поверхностных слоях осадков (81,7 мл в 1 дм3) была ранее зафиксирована в бухте Фролиха, в районе подводного термального источника, где имеет место разгрузка этого газа (Намсараев, Земская, 2000).

Содержание метана в воде большинства глубоководных станций варьировало в пределах от 0,001 до 0,381 мкл в 1 л. Повышенное количество метана было выявлено в воде в районе залегания газогидратов Наибольшие значения (до 8,3 мкл в 1 л) регистрировались в воде мелководных, расположенных вблизи берега станций.

2. Бактериальное образование метана в донных осадках

Основным путем образования метана в глубоководных осадках озера Байкал является бактериальный синтез из С02 и Н2 (Намсараев и др, 1995). Интенсивность автотрофного метаногенеза в различных районах озера варьировала в широких пределах и составляла в осадках фоновых районов 2,3-108,2 мкл дм'3 сут'1. Максимальное значение - 3907 мкл СН4 дм'3 сут"1 - было обнаружено в богатых органическим веществом осадках бухты Фролиха, что согласуется с ранее полученными данными (Намсараев и др, 1995; Дагурова и др, 2004). Существенных величин (до 1560 мкл СН4 дм"3 сут'1) метаногенез достигал в осадках мыса Заворотный. В газогидратсодержащих кернах интенсивность образования метана (0,1-21,0 мкл дм"3 сут ') была сопоставима или несколько ниже, чем в «фоновых» районах, что, вероятно, связано с низким содержанием гидрокарбонатов (основного предшественника для синтеза метана) в этих осадках Возможно также, что метаногенез в осадках, содержащих значительное количество метана, ингибируется его высокими концентрациями, что было отмечено для осадков холодных сипов Атлантики (Пименов и др., 2000).

Распределение интенсивности процесса образования метана по длине кернов различалось в осадках исследованных станций.

Згг-ОЗ

мкл СН, дм3 сут1

0

10

20

2

О

4 30

ю

>. 40

ц

50

во

70

Рис. 2. Распределение интенсивности образования метана в донных осадках озера Байкал (а - Кукуйский каньон, б, в - район залегания газогидратов, г - разрез Ухан-Тонкий, д -разрез Елохин-Давша, е - Посольская банка)

Наибольшие значения интенсивности образования метана регистрировались в толще осадков Максимумы метаногенеза выявлялись в виде локальных пиков (рис. 2а, б, в), что особенно было характерно для газогид-ратсодержащих осадков, либо интенсивность процесса нарастала с глубиной осадков (рис. 2г, д), или же образование метана протекало по всей толще с примерно равной интенсивностью (рис 2е), как в осадках в районе Посольской Банки.

мкл СН4 дм'3 сут"1

3. Бактериальное окисление метана в донных осадках

Наличие метана и кислорода, поступающего из придонных слоев воды, создают благоприятные условия для функционирования метано-трофных бактерий в донных осадках озера Байкал. Активность потребления метана была измерена в «фоновых» районах и в местах с дополнительной разгрузкой метана.

В осадках из «фоновых» районов окислялось от 15,0 до 85,5 мкл СН4 дм"3 сут"1. Интенсивность потребления метана в осадках Среднего и Южного Байкала была выше, чем в осадках Северного Байкала. В осадках, отобранных из районов с дополнительной разгрузкой метана, процесс ме-танокисления протекал более интенсивно (130-209 мкл СН4 дм"3 сут"1). Максимальная активность метанотрофов - 495-737 мкл СН4 дм0 сут"1 -была отмечена в осадках со станций 8, 18, 32 (подводный термальный источник и район нефтепроявлений). Это согласуется с ранее полученными данными о повышенной скорости окисления метана в этих районах (Дагурова и др, 2004).

________________________________Профиль распределения

интенсивности окисления метана по длине керна был схожим в осадках большинства исследованных станций (рис. 3). Наиболее интенсивно метан потреблялся в слое осадков 0-5 см, активность процесса убывала на горизонте 6-16 см и с глубины 20 см и более становилась незначительной. Для кернов со станций 32 и 92 было отмечено скачкообразное уменьшение интенсивности метанокисления. Подобное распределение указывает на аэробный характер окисления метана. Распределение интен-

„ , _ сивности процесса мета-

Рис. 3. Распределение интенсивности окисления метана в донных осадках озера Байкал. НОКИСЛвНИЯ ПО

2гг-03

мкл СН4дм"эсуг1

Згг-ОЗ

мкл СН4 дм'3сут1

З/Згг-02

мкл СН4дм Зсут"'

а б в

Рис. 4. Распределение интенсивности окисления метан в осадках, содержащих гачогид-раты.

длине кернов отличалось в осадках, содержащих газогидраты. Наряду с окислением метана в поверхностных слоях потребление метана отмечалось также и в более глубоких слоях осадков (рис. 4а, б), или же происходило по всей длине керна с некоторым увеличением с глубиной (рис. 4в) Возможно, что в данном случае наблюдается анаэробное окисление метана. Многочисленными исследованиями показано, что в морских осадках имеет место анаэробное окисление метана, осуществляемое консорциумом метаногенных архей и сульфатредуцирующих бактерий, при этом метан потребляется через цепь реакций обратного метаногенеза, а продукты окисления используются в сопряженных реакциях сульфатредукторами (Thomsen et al., 2001; Orphan et al., 2001, 2002; Hallam et al., 2004). Для протекания такого процесса необходимыми условиями являются высокая концентрация метана и достаточное содержание сульфатов в осадках (Cragg et al, 1995; Elvert et al, 1999). Концентрация метана в осадках озера Байкал, содержащих газогидраты, достигает значительных величин - до 200 мл в 1 amj (данные A.B. Егорова). Содержание сульфатов в осадках невелико, однако в некоторых кернах отмечается локальное увеличение концентрации этого иона (Хлыстов и др, 2004). Поученные данные свидетельствуют о потенциальной возможности протекания анаэробного окисления метана в осадках озера Байкал.

В результате метанокисления часть углерода метана включается в клеточные метаболиты, а другая часть окисляется до углекислоты. В изученных донных осадках до С02 окислялось 3,3-100% потребленного метана, в биомассу клеток и внеклеточные метаболиты переходило 0-96,7% меченого углерода метана. Включение углерода метана в биомассу и экзо-

метаболиты в районах с дополнительной разгрузкой метана (среднее значение 39%) было больше, чем в «фоновых» районах (среднее значение 23%), что может свидетельствовать о благоприятных условиях для существования метанокисляющей микрофлоры в районах с дополнительной разгрузкой метана.

Включение меченого углерода метана в биомассу и экзометаболиты происходило наиболее интенсивно в верхних горизонтах осадков, куда возможно поступление кислорода из придонной воды, практически во всех опробованных кернах. В более глубоких горизонтах почти вся метка обнаруживалась в углекислоте. Такое распределение меченого углерода метана при окислении было ранее показано для осадков северо-западного шельфа Черного моря (Русанов и др, 2002).

□образование И потребление

Рис. 5 Соотношение процессов образования и потребления метана в лонных осадках озера Байкал (а - районы залегания газогидратов и выхода подводного термального источника, б - «фоновые» районы)

Сравнение суммарных значений интенсивности образования и потребления метана, рассчитанных методом графического интегрирования под 1 м2 поверхности осадка, показало, что в осадках из районов залегания газогидратов и подводного термального источника окисление метана превышает его образование (рис. 5а), что свидетельствует о том, что весь синтезирующийся метан может потенциально полностью потребляться мета-нотрофами. Дисбаланс между образованием и окислением метана может объясняться подтоком метана из более глубоких слоев осадков. В других районах озера потребление метана либо сопоставимо, либо меньше его образования (рис 56), что указывает на эмиссию метана. В водную толщу

сут"1.

поступает от 0,02 до 14,9 мл СН4 м'2 —

4. Окисление метана в водной толще

Метан, поступающий из донных отложений, подвергается окислению в водной толще. Интенсивность потребления метана в воде варьировала в пределах от 0 до 8,3 мкл СН4 дм"3 сут'1, составляя в среднем 0,5 мкл дм'3 сут"1 Скорость процесса в Северном Байкале была сопоставима с таковой в Среднем и Южном Байкале. Более интенсивно (1,5-4,7 дм"3 сут"1) метан окислялся в районе газогидратов (станция 92) и на разрезах Анга-Сухая, Котельниковский-Амнундакан, Тыя-Немнянка (станции 6, 14, 16). Потребление метана было максимально в воде мелководных станций, расположенных в районе нефтепроявлений и подводного термального источника. Ассимиляция углерода метана в клеточный материал и экзометабо-литы в среднем составляла 21% В углекислоту переходило от 11,8 до 100% меченого углерода метана. На глубоководных станциях включение углерода метана в биомассу и клеточные метаболиты наиболее активно происходило в верхних двухстах метрах и придонных слоях воды, на мелководьях - по всей толще.

1-03

мкл СН4дм"эсуг1

О 0.2 04 06

74-03

мклСН<дм'3суг1

01 02 03 04 05

92-03

а б в

Рис. 6. Окисление метана в водной толще озера Байкал: !-03 - разрез Солзан-Маритуй, 74-03 - центральная часть Байкала, 92-03 - район залегания газогидратов

Окисление метана регистрировалось нами на всех глубинах водной толщи воды, вплоть до придонных слоев, что обусловлено обогащенно-стью вод Байкала кислородом. Максимумы метанокисления наблюдались как в поверхностных (рис. 6в), так и в глубинных и придонных слоях воды (рис. 6а, в), или же процесс равномерно протекал по всей толще (рис. 66). Анализ распределения интенсивности окисления метана по глубине на глубоководных разрезах показал, что более интенсивно метан потребляется в верхних слоях воды от 0 до 100 м, с глубиной активность процесса убывает (иногда отмечается пик на 500 м) и возрастает в придонных слоях.

Такое распределение интенсивности процесса, возможно, объясняется повышенным содержанием метана в этих слоях воды. Недавние исследования показали, что поверхностные воды Байкала (до 200 м), аналогично океаническим, содержат повышенное количество метана относительно всей толши (Егоров и др., 2003).

5. Взаимосвязь процесса окисления метана и физико-химических условий среды.

Активность микроорганизмов в значительной степени зависит от условий окружающей среды. Основными факторами, влияющими на активность метанотрофов, являются наличие кислорода и метана. Интенсивность бактериального потребления метана убывала с глубиной осадков (г=-0,67), что связано с падением концентрации кислорода с увеличением толщины осадков. Между интенсивностью процесса метанокисления и концентрацией метана по глубине осадка выявлена отрицательная корреляция (г=-0,72), максимальные значения скорости окисления метана наблюдаются в поверхностных слоях осадков, где концентрация метана минимальна В воде взаимосвязи между концентрацией метана и интенсивностью окисления метана не выявлено. В осадках из районов с дополнительной разгрузкой метана процесс метанокисления был положительно связан с концентрацией сульфатов (г=+0,82), в осадках из других районов озера такой корреляции обнаружено не было. Не было выявлено взаимосвязи между образованием и окислением метана.

6. Метанотрофное сообщество донных осадков

Донные осадки озера Байкал являются благоприятным местообитанием для метанотрофных бактерий. Аэробные метанотрофы были обнаружены в образцах осадков всех исследованных станций, в большинстве из которых их количество составляло 100-1000 клеток в 1 см3. Максимальная численность метанотрофов - 1 млн клеток в 1 см3 - была отмечена в осадках из районов нефте- и газопроявлений Метанотрофы обнаруживались и в более глубоких анаэробных слоях осадков, где, они, по-видимому, находятся в покоящейся форме. Метанотрофные бактерии были выделены из поверхностных, а в некоторых случаях и из более глубоких, слоев осадков. Всего было получено 17 накопительных культур, которые представляли собой трудноразделимые ассоциации метанотрофов и их гетеротрофных спутников (табл. 1).

Таблица 1. Характеристика накопительных культур метанотрофных бактерий донных осадков озера Байкал

Накопи Горизонт Пигмент Преобладающий мор- Тип ме-

тельная керна, см фотип клеток тано

культура трофов

8.1 0-10 кремовая бобовидные клетки II

8.2 30-40 кремовая бобовидные клетки II

9.1 0-5 кремовая вибриоиды II

9.2 30-40 кремовая вибриоиды II

12.1 0-6 кремовая вибриоиды II

12.2 20-23 розовая бобовидные клетки II

16 5-10 розовая округлые клетки II

18 0-10 кремовая округлые клетки II

21 0-5 кремовая округлые клетки II

32 0-5 белая палочковидные II

69 0-4 кремовая бобовидные клетки II

75 0-10 кремовая изогнутые палочки И

82.1 0-5 кремовая округлые клетки И

83 0-6 розовая короткие палочки I

90 0-10 кремовая вибриоиды 1+Н

92.1 0-6 белая округлые клетки II

92.2 80-90 белая изогнутые клетки II

Отдельные культуры (9/2, 16, 32, 92/1) хорошо росли только в полужидкой среде с добавлением 0.3% агара, тогда как в жидкой среде рост был очень медленным или почти отсутствовал. При посеве на агаризованную среду доля колоний метанотрофов была крайне низкой, даже в случае преобладания клеток метанотрофных бактерий в жидкой среде, что выявлялось при световой микроскопии. Метанотрофы были представлены мелкими округлыми клетками и палочками, нередко изогнутыми, что характерно для метанотрофов II морфотипа. В некоторых случаях (накопительные культуры 9/1, 9/2, 12/1, 75 и 90) клетки метанотрофов образовывали розетки и конгломераты.

Рис. 7. Ультраструктура клеток метанотрофов, выделенных из проб донных осадков озера Байкал: а - 8 2, 6 - 9.2, в - 16, г - 32, д - 90 (I тип), е - 92 2 (вцм - внугрицитоплаз-матические мембраны)

На ультратонких срезах* клеток у большинства накопительных культур метанотрофов выявлены ВЦМ (внутрицитоплазматические мембраны), расположенные по периферии клеток, что характерно для метанотрофов II типа (рис. 7а, б, в, г, е). Метанотрофы с мембранами в виде стопок, характерными для I типа были обнаружены только в культурах 83 и 90 (рис. 7д). Культура 90 оказалась бинарной, в ней присутствовали метанотрофы с мембранами как I, так и II типа. Метанотроф I типа при дальнейших пересевах был утерян. ПЦР-амплификация участка гена ртоА выявила положительный результат в ДНК всех накопительных культур. Последовательность гена ттоХ обнаружена только в накопительной культуре 8/2.

Ультратонкие срезы и фотографии сделаны сотрудником Института биохимии и физиологии микроорганизмов РАН, к б н Н Е Сузиной

Сравнение транслированных аминокислотных последовательностей секвенированных ПЦР-продуктов гена рток накопительных культур ме-танотрофов с последовательностями в GenBank выявило наибольшее представительство среди выделенных культур метанотрофов II типа близких к роду Methylocystis (рис. 8).

82.1

I8 18

571 Methylocystis echinoides 2Т AJ459039

192.1 » 19.1 92.2 _99 12.1 79 - 9.2 90

I 1 — Muhylocysm sp М

, Methylocystis parvus СвВРт AF533665 ! 32

^12.2 16

-JDDJ 8.1 » 8.2

Si] i »

Methylosmus sportum SE2 AJ459006 1 Mah^nsinus tnchosponum OB3br АААЯ7220

- - Methylocapsa acidcphla B2T CAC45630

82 г Msthylocaldum graale VKM-14LT AACD4380

--iflftj Mahyiocaldum tepuium LK6T AA004382

-" Mthy/ocalchm szegediense OR21 U89303

I------ ШНу/ососсш capsidatus Bath AAB49821

[-----ШМопасгоЬпю album VKM-BG8T AAA87217

98j — - \kMomcrdmm pelagiam IR1T AAC6180

62; '---ШМоЬааег sp.BB51

r MetMomtcrobivm buryaense B5T AF307138

ш; si

Mahylomonas inethmica SI1AAA87218

-Ж

_52i

- Nitrosococcm oceanus C-107 AAB57809

Phc. 8. Филогенетическое дерево построенное на основании транслированных аминокислотных последовательностей гена ртоА. показывающее филогенетическое положение метанотрофов накопительных культур из проб донных осадков озера Байкал Показаны bootstrap значения выше 50% Дерево построено относительно Nitrosococcus oceanus

Метанотрофы накопительных культур 9.1, 18, 21, 75, 82.1, 92.1, 92.2 имели полное сходство по сравниваемой аминокислотной последовательности с типовым штаммом вида Methylocystis echinoides. Метанотрофы накопительной культуры 12.1 также были близки Methylocystis echinoides Следующая наиболее представительная группа метанотрофов состояла из культур 9.2, 12.2, 16, 32 и 90, близких к виду Methylocystis parvus. К виду Methylosinus sporium весьма близки были метанотрофы накопительных культур 8.1. 8.2 и 69. Единственным представителем метанотрофов 1 типа

оказалась накопительная культура 83, наиболее близкая Methylomonas methanica Проведенные ранее исследования метанотрофного сообщества в некоторых пробах донных осадках озера Байкал с использованием ви-доспецифичных иммунных сывороток выявили присутствие метанотрофов как I, так и II типов (Дагурова и др, 2004). Причиной таких различий могут служить используемые среды, методы культивирования и выделения метанотрофов, которые способствуют выделению преимущественно метанотрофов II типа из пресных водоемов. Некоторые исследователи также отмечают, что метанотрофы II типа чаще выделяются из пресных озер, чем представители 1 типа (Bussmann et al, 2004). В то же время известно, что основу метанотрофных сообществ различных водоемов составляют метанотрофы I типа (Auman et al, 2000; Гальченко, 2001; Pester et al, 2004).

Выводы

1. В донных осадках озера Байкал в районах выхода подводных термальных вод, газов и нефти интенсивность метанокисления (130-737 мкл СН4 дм"3 сут'1) выше по сравнению с «фоновыми» районами (15-86 мкл СН4 дм'3 сут'1).

2. Потребление метана в большинстве исследованных осадков наиболее активно происходит в слое 0-5 см, где регистрируются максимальные значения интенсивности метанокисления. С глубиной интенсивность процесса уменьшается. В газогидратсодержащих осадках потребление метана наблюдается как в поверхностных, так и в более глубоких слоях осадков, что может свидетельствовать об анаэробном окислении метана.

3. В районах с дополнительной разгрузкой метана окисление метана преобладает над его образованием. В «фоновых» районах эти процессы сопоставимы по величине или образование метана несколько превышает его потребление, что свидетельствует об эмиссии метана в водную толщу.

4. Интенсивность метанокисления в воде на два порядка ниже значений, измеренных в донных осадках. Окисление метана происходит по всей толще Более активно процесс протекает в верхних (0-100 м) и придонных слоях воды, что объясняется повышенным содержанием метана в этих слоях.

5. При использовании общепринятых сред и приемов культивирования метанотрофных бактерий из донных осадков озера Байкал в основном происходит выделение метанотрофов II типа. В выделенных культурах преобладают представители рода Methylocystis.

Список работ, опубликованных по материалам диссертации:

1. Dagurova О.Р., Zemskaya T.I., Namsaraev В.В., Gainutdinova Е.А. The influence of abiotic factors on microbial community functioning of bottom sediments of Lake Baikal // The proceeding of the Intern. Symposium "Ecological equivalent and exotic aquatic species in Great and Large Lakes of the World". - Ulan-Ude, 2002. - P. 24-26.

2. Дагурова О.П., Намсараев Б.Б., Земская T И., Гайнутдинова Е.А., Хлыстов О.М., Анаэробные процессы деструкции органического вещества в районе выхода газовых гидратов в Южном Байкале // Газовые гидраты в экосистеме 3емли'2003. Тезисы докладов. - Новосибирск, 2003.-С. 60.

3. Dagurova О., Namsaraev В., Gainutdinova Е., Zemskaya Т., Khlystov О. Microbial activity in the region of the methane hydrates of the Lake Baikal // / 1st FEMS congress of European microbiologists. - Ljubljana, 2003 P 372373.

4. Гайнутдинова E.A., Ешинимаев Б.Ц., Дагурова О.П. Распространение метанотрофных бактерий в донных осадках озера Байкал // Биоразнообразие и функционирование микробных сообществ водных и наземных систем Центральной Азии. Материалы Всероссийской конференции. Улан - Удэ, 2003. - С. 33-36.

5. Дагурова О.П., Намсараев Б.Б., Земская Т.Н., Хлыстов О.М., Гайнутдинова Е.А., Бурюхаев С.П. Бактериальные процессы в донных осадках озера Байкал в районе залегания газогидратов // Биоразнообразие и функционирование микробных сообществ водных и наземных систем ' Центральной Азии. Материалы Всероссийской конференции. Улан -

Удэ, 2003.-С. 45-47.

6. Dagurova О.Р, Gainutdinova Е.А., Zemskaya T.I., Shubenkova O.V., Khlystov O.M. The bacterial processes of methane cycle in bottom sediments of gas hydrates sites of Lake Baikal // Microorganisms in ecosystems of lakes, rivers and reservoirs. Abstracts of International Baikal Symposium on Microbiology. Irkutsk, 2003. P. 27-28.

7. Dagurova O., Namsaraev В., Gainutdinova E., Zemskaya Т., Khlystov O. Processes of Methane Cycling in Sediments near Methane Hydrates Venting of Lake Baikal // Abstracts of International Conference on Arctic Microbiology. Rovaniemi, 2004. P. 80.

8. Гайнутдинова E.A., Ешинимаев Б.Ц., Дагурова О.П. Бактериальное потребление метана в донных осадках озера Байкал // Биология - наука XXI века. 8-ая Международная Пущинская школа-конференция молодых ученых. Пущино, 2004. - С. 145-146.

9. Dagurova О.Р., Gainutdinova Е.А., Zemskaya T.I., Khlystov O.M., Namsaraev В.В. Microbial Formation and Oxidation of Methane in Lake Baikal

// Abstracts of 10th International Symposium on Microbial Ecology ISME-10 "Microbial Planet: Sub-surface to Space". Cancun, 2004. P. 141.

10. Гайнутдинова E.A., Дагурова О П., Егоров А.В Геохимическая активность бактерий цикла метана в озере Байкал // Научные основы сохранения водосборных бассейнов: междисциплинарные подходы к управлению природными ресурсами. Тезисы междунар. конф. Улан-Удэ, 2004.-С. 56-57.

11. Гайнутдинова Е.А., Дагурова О.П., Намсараев Б.Б. Бактериальное окисление метана в водной толще озера Байкал // Вестник БГУ. Серия биол 2005 (в печати).

12. Гайнутдинова Е.А., Ешинимаев Б.Ц., И.С. Цыренжапова, О.П. Дагурова, Н Е. Сузина, В Н. Хмеленина, Б.Б. Намсараев, Ю А. Троценко. Аэробное метанотрофное сообщество донных осадков озера Байкал // Микробиология. 2005 (в печати).

Подписано в печать 10.02.05. Формат 60x84 1/16 Усл. печ. л. 1.22 Тираж 100. Заказ № 1295

Издательство Бурятского госуниверситета, 670000. Улан-Удэ, ул. Смолина, 24а.

I

!

\

У

•-266?.

РНБ Русский фонд

2006-4 10601

к i/

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Гайнутдинова, Елена Александровна

Введение.

Глава 1. Обзор литературы.

1.1. Характеристика озера Байкал.

1.2. Метан в водоемах.

1.2.1. Бактериальное образование метана.

1.2.2. Другие механизмы образования метана.

1.2.3. Изотопный состав углерода метана различного происхождения.

1.2.4. Газогидраты - потенциальный источник метана.

1.2.5. Газогидраты в озере Байкал.

1.3. Окисление метана в водоемах.

1.3.1. Интенсивность окисления метана в водоемах.

1.3.2. Окисление метана в анаэробных условиях.

1.4. Метанокисляющие бактерии.

1.4.1. Биология метанотрофов.

1.4.2. Экология метанотрофных бактерий.

1.4.3. Молекулярно-биологические методы исследования метанотрофов.

Глава 2. Объекты и методы исследования.

2.1. Объекты исследования и методы отбора проб.

2.2. Методы исследования.

2.2.1. Методы определения физико-химических условий среды.

2.2.2. Методы определения интенсивностей бактериальных процессов образования и окисления метана.

2.2.3. Выделение метанотрофных бактерий.

2.2.4. Молекулярно-генетические методы.

2.2.5. Статистические методы.

Глава 3. Результаты и обсуждение.

3.1. Физико-химические условия среды обитания микроорганизмов.

3.2. Бактериальное образование метана в донных осадках озера Байкал.

3.3. Бактериальное окисление метана в донных осадках озера Байкал.

3.4. Окисление метана в водной толще.

3.5. Метанотрофные бактерии донных осадков озера Байкал.

3.6. Взаимосвязь бактериального окисления метана и физикохимических условий среды.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Бактериальное окисление метана в озере Байкал"

Актуальность. Бактериальное окисление метана является широко распространенным в водных экосистемах процессом, который обеспечивает возврат углерода в круговорот вещества и является основным фактором, регулирующим эмиссию метана и его концентрацию в атмосфере. Процесс осуществляет высокоспециализированная группа микроорганизмов -метанокисляющих бактерий (метанотрофов). Благодаря наличию уникальных ферментных систем, метанотрофы способны использовать метан как единственный источник углерода и энергии. Особенности окисления метана и метанотрофные сообщества пресных водоемов изучены достаточно хорошо (Lidstrom et al., 1984; Абрамочкина и др., 1987; Frenzel et al., 1990; Buchholz et al., 1995; Costello et al, 1999; Auman et al., 2000; Гальченко, 2001; Pester et al., 2004; Bussman et al., 2004).

Озеро Байкал - уникальный пресноводный водоем, расположенный в рифтовой зоне. Низкая минерализация вод (около 100 мг/л), большие глубины, постоянно низкая температура воды в течение года, высокое содержание кислорода по всей толще воды и незначительная концентрация органического вещества (Атлас, 1993) обуславливают специфические условия для деятельности живых организмов. Существующие на дне озера локальные выходы метана, поступающего по разломам из глубинных слоев осадков, привлекают внимание исследователей к изучению особенностей биогеохимии метана в озере (Намсараев и др., 2000, 2002; Клерке и др., 2003). В осадках озера был детально изучен процесс бактериального образования метана (Намсараев и др., 1995г). Окисление метана исследовалось в донных осадках в районах выхода термальных вод и залегания газогидратов (Дагурова и др., 2004). Окисление метана в водной толще малоисследованно, практически нет работ по изучению бактерий, осуществляющих этот процесс в озера Байкал.

Цель диссертационной работы - изучение процесса окисления метана в озере Байкал и выявление аэробных бактерий, ответственных за этот процесс.

Задачи исследования:

1. определить физико-химические условия среды обитания микроорганизмов;

2. определить интенсивность образования метана в донных осадках;

3. определить интенсивность окисления метана в донных осадках и водной толще;

4. выделить культуры метанокисляющих бактерий и определить их филогенетическое положение.

Впервые на обширном материале показано, что в водной толще и донных осадках озера Байкал протекает процесс аэробного окисления метана. Выявлено, что в осадках зоной интенсивного потребления метана является слой 0-5 см. Распределение интенсивности метанокисления в газогидратсодержащих осадках отличается от такового в других районах озера. В воде наиболее интенсивно метан окисляется в верхних (0-100 м) и придонных слоях. Впервые выделено 17 культур метанокисляющих бактерий из донных осадков и определено их филогенетическое положение. Культивируемое метанотрофное сообщество представлено в основном метанотрофными бактериями II типа. Филогенетический анализ метанотрофов по последовательности а-субъединицы мембранной метанмонооксигеназы свидетельствует о преобладании в накопительных культурах представителей рода Methylocystis.

Количественные данные по активности метанокисляющих бактерий могут быть использованы в качестве индикаторных в местах разгрузки метана, а также для мониторинга деятельности микроорганизмов. Данные о разнообразии метанокисляющих бактерий озера Байкал расширяют представления об экологии метанотрофов в природе.

Заключение Диссертация по теме "Экология", Гайнутдинова, Елена Александровна

ВЫВОДЫ

1. В донных осадках озера Байкал в районах выхода подводных термальных вод, газов и нефти интенсивность метанокисления (130-737 мкл СН4 дм"3 сут"1) выше по сравнению с «фоновыми» районами (15-86 мкл СН4 дм"3 сут"1).

2. Бактериальное окисление метана в большинстве исследованных осадков наиболее интенсивно происходит в слое 0-5 см, где отмечаются максимальные значения скорости процесса. С глубиной интенсивность метанокисления уменьшается. В газогидратсодержащих осадках потребление метана наблюдается как в поверхностных, так и в более глубоких слоях осадков, что может свидетельствовать об анаэробном окислении метана.

3. В районах с дополнительной разгрузкой метана окисление метана преобладает над его образованием. В «фоновых» районах эти процессы сопоставимы по величине или образование метана несколько превышает

2 1 его потребление, в водную толщу поступает 0,02-14,9 мл СН4М* сут" .

4. Интенсивность метанокисления в водной толще (0,26-8,30 мкл СН4 дм"3 сут'1) на два порядка ниже значений, измеренных в донных осадках. Окисление метана происходит по всей толще. Более активно процесс протекает в верхних (0-100 м) и придонных слоях воды, что объясняется повышенным содержанием метана в этих слоях

5. При использовании стандартных методов культивирования метанотрофных бактерий из донных осадков озера Байкал в основном выделялись метанотрофы II типа. В выделенных культурах преобладали представители рода Methylocystis.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Окисление метана в пресных водоемах является аэробным процессом и в основном сосредоточено в поверхностных слоях осадков, куда возможен доступ кислорода (Lidstrom et al., 1984; Kuivila et al., 1988; Frenzel et al., 1990; Buchholz et al., 1995; Auman et al., 2000). В большинстве исследованных осадков озера Байкал потребление метана также наиболее интенсивно происходило в поверхностных слоях, что указывает на аэробный характер процесса.

Ранее проведенные исследования выявили, что донные осадки озера Байкал отличаются большим разнообразием экологических условий (Намсараев, Земская, 2000; Дагурова, 2001). Осадки в местах залегания газогидратов и выхода подземных термальных вод, нефти и газов характеризуются отличающимся от обычного гидрохимическим составом поровых вод и нередко содержат большое количество метана, что связано с разгрузкой насыщенных метаном глубинных флюидов. Поступающие флюиды оказывают значительное влияние на распространение и активность микроорганизмов в прилегающих осадках. В осадках в районе залегания газогидратов и выхода газов и нефти отмечена более высокая (до 1 млн клеток в 1 см3 ила) по сравнению с другими районами (100-1000 клеток в 1 см3 ила) численность метанокисляющих бактерий и более интенсивное окисление метана. В осадках, содержащих газогидраты, окисление метана наблюдалось как в поверхностных, так и более глубоких слоях. Возможно, что наряду с аэробным окислением, здесь протекает и анаэробное окисление метана, что может свидетельствовать о сложной структуре микробного сообщества. В осадках с дополнительной разгрузкой метана окисление метана в 2-11 раз превышает образование, что подтверждает факт подтока метана из глубинных слоев осадков. В «фоновых» районах эти процессы сопоставимы по величине или же образование метана несколько превышает окисление и возможна эмиссия метана в водную толщу.

Аэробное окисление метана протекает по всей водной толще вплоть до придонных слоев, чему способствует насыщенность вод Байкала кислородом. Интенсивность метанокисления в воде на два порядка ниже значений, измеренных в осадках. я

Метанокисляющие бактерии являются постоянным компонентом микробиоценозов донных осадков озера. Они представлены бактериями родов Methylocystis — Mcs. echinoides, Mcs. parvus; Methylosinus - Ms. sporium; Methylomonas - Mm. methanica.

Таким образом, проведенные исследования показали, что бактериальное окисление метана широко распространено в донных осадках и водной толще озера Байкал. Осуществляющие этот процесс метанотрофные бактерии ограничивают поступление метана из осадков в водную толщу и тем самым играют важную роль в газовом режиме озера.

94

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Гайнутдинова, Елена Александровна, Улан-Удэ

1. Абрамочкина Ф.Н., Безрукова Л.В., Кошелев А.В., Гальченко В.Ф., Иванов М.В. Микробиологическое окисление метана в пресноводных водоемах // Микробиология. 1987. - Т.56. - №1. - С.464-471.

2. Андреев Л.В., Гальченко В.Ф. Жирнокислотный состав и идентификация метанотрофных бактерий // Доклады АН СССР. 1978. - Т. 239.- №6.-С. 1465-1468.

3. Атлас Байкала / под ред. Галазия Г.И. М.: ФСГК, 1993.- 160 с.

4. Беляев А.С., Черных Н.А., Гальченко В.Ф., Иванов М.В. Детекция метилотрофов в природных образцах методом амплификации фрагмента moxF-гена II Микробиология. 1995. - Т. - 64. - № 6. - С.788-791.

5. Беляев С.С. Геохимическая деятельность метанобразующих бактерий // Экология и геохимическая деятельность микроорганизмов. Пущино, 1976. -С.139-152.

6. Беляев С.С. Микробиологическое образование СН4 в различных экосистемах // Роль микроорганизмов в круговороте газов в природе. М.: Наука, 1979.-С. 125-137.

7. Беляев С.С., Иванов М.В. Радиоизотопный метод определения интенсивности бактериального метанобразования // Микробиология. -1975 -Т.44. Вып.1. - С.

8. Беляев С.С., Лауринавичус К.С., Иванов М.В. Определение интенсивности процесса микробиологического окисления метана с использованием 14СН4 // Микробиология. 1975. - Т. XLIV. - Вып. 3. - С. 542545.

9. Беляев С.С., Леин А.Ю., Иванов М.В. Роль метанобразующих и сульфатредуцирующих бактерий в процессах деструкции органического вещества // Геохимия. 1981. - №3. - С. 437-445.

10. Большаков A.M., Егоров А.В. Об использовании методики фазово-равновесной дегазации при газометрических исследованиях в акваториях // Океанология. 1987. - Т. 27. - № 5. - С. 861-862.

11. Бонч-Осмоловская Е.А. Образование метана сообществами микроорганизмов // Успехи микробиологии. М.: Наука, 1979. № 14. - С. 106123.

12. Вайнштейн М.Б., Лауринавичус К.С. Учет и культивирование анаэробных бактерий. Пущино, 1988. 64 с.

13. Вильяме Д.Ф., Лин Чин, Карабанов Е.Б., Гвоздков А.Н. Геохимические индикаторы продуктивности и источники органического вещества в поверхностных осадках озера Байкал // Геология и геофизика. 1993. -34(10-11). - С.136-148.

14. Вотинцев К.К. Гидрохимия озера Байкал. М.: Изд-во АН СССР, 1961.311 с.

15. Вотинцев К.К. К вопросу о современном осадкообразовании в Байкале // ДАН СССР. 1967. - Т. 174. - № 2. - С. 419-422.

16. Вотинцев К.К. Кислородный режим как показатель вертикального водообмена в озере Байкал // ДАН. 1990. - Т. - 310. - № 4. - С. 964-968.

17. Вотинцев К.К. Основные характеристики гидрохимии озера Байкал // Водные ресурсы. 1985. - № 12. - С. 106-116.

18. Выхристюк Л.А. О поступлении и распределении основных биогенных элементов в донных отложениях Байкала // Литология и полезные ископаемые. 1977. - №1. - С. 54-65.

19. Выхристюк Л.А. Органическое вещество донных осадков Байкала. Новосибирск: Наука, 1980. 80 с.

20. Галимов Э.М. Природа биологического фракционирования изотопов. М: Наука, 1981.-247 с.

21. Гальченко В.Ф. Бактериальный цикл метана в морских экосистемах // Природа. 1995. - № 6 (958). - С.35-48.

22. Гальченко В.Ф. Леин А.Ю., Иванов М.В. Интенсивности микробного образования и окисления метана в донных осадках и водной толще Черного моря // Микробиология. 20046а. - Т. 73. - № 2. - С. 271-283.

23. Гальченко В.Ф. Леин А.Ю., Иванов М.В. Содержание метана в донных осадках и водной толще Черного моря // Микробиология. 20046. - Т. 73. - № 2. - С. 258-270.

24. Гальченко В.Ф. Метанотрофные бактерии водных экосистем. Автореф. дисс. . докт. биол. наук. Москва, 1989. 56 с.

25. Гальченко В.Ф. Метанотрофные бактерии. М.: ГЕОС, 2001. 500 с.

26. Гальченко В.Ф. Сульфатредукция, метанобразование и метанокисление в различных водоемах оазиса Бангер Хиллс, Антарктида // Микробиология. -1994. Т.63. - Вып.4. - С. 683-698.

27. Гальченко В.Ф., Абрамочкина Ф.Н., Безрукова JI.B., Соколова Е.Н., Иванов М.В. Видовой состав аэробной метанотрофной микрофлоры Чёрного моря // Микробиология. 1988. - Т.57.- Вып.2.- С.305-311.

28. Гальченко В.Ф., Андреев Л.В., Троценко Ю.А. Таксономия и идентификация облигатных метанотрофных бактерий. Пущино: ОНТИ НЦБИ АН СССР, 1986а. 96 с.

29. Гальченко В.Ф., Горлатов С.Н., Токарев В.Г. // Микробиологическое окисление метана в осадках Берингова моря // Микробиология. 19866. -Т.55. - Вып.4. - С.669-673.

30. Гальченко В.Ф., Дулов Л.Е., Крамер Б., Конова Н.И., Барышева С.В. Биогеохимические процессы цикла метана в почвах, болотах и озерах Западной Сибири // Микробиология. 2001. - Т. 70. - № 2. - С. 215-225.

31. Гальченко В.Ф., Иванов М.В., Леин А.Ю. Микробиологические и биогеохимические процессы в водной толще океана как показатели активности подводных гидротерм // Геохимия. 1989. - №8. - С. 1075-1087.

32. Гебрук А.В., Кузнецов А.П., Намсараев Б.Б., Миллер Ю.М. Роль бактериальной органики в питании глубоководных донных животных в бухте Фролиха (оз. Байкал) в условиях повышенного теплового потока // Изв. РАН. Сер. биол. 1993. - №6. - С.903-908.

33. Голубев В.А. Исследования газогидратов донных осадков Байкала геотермическими методами // Тез. докл. 3-й Верещагин, байкальской конф. Иркутск, 2000. С.56-57.

34. Голубев В.А. Тепловые потоки через дно озера Байкал и их связь с активными разломами и гидротермальной разгрузкой // Байкал природная лаборатория для исследования изменений окружающей среды и климата: Тез. докл. Иркутск, 1994. - Вып.4. - С.22-23.

35. Гранин Н.Г., Гранина JI.3. Газовые гидраты и выходы газов на Байкале // Геология и геофизика. 2002. - Т. 43. - № 7. - С. 629-637.

36. Гранина Л.З., Каллендер Е., Ломоносов И.С., Мац И.Д., Голобокова Л.П. Аномалии в составе байкальских поровых вод // Геология и геофизика. -2001.-42(1/2).-С. 362-372.

37. Гранина Л.З., Клерке Ж., Гранин Н.Г., Земская Т.И., Голобокова Л.П., Хлыстов О.М., Жданов А.А., Гнатовский Р.Ю. Газогидраты 2000: первые сведения // Тез. докл. 3-й Верещагинской Байкальской конф. Иркутск, 2000. - С. 68-69.

38. Гусев М.В., Минеева J1.A. Микробиология. М.: Академия, 2003. 464 с.

39. Дагурова О.П., Намсараев Б.Б., Козырева Л.П., Земская Т.И., Дулов Л.Е. Бактериальные процессы цикла метана в донных осадках озера Байкал // Микробиология. 2004. - Т. 73. - № 1. С.

40. Дедыш С.Н. Ацидофильные метанотрофные бактерии. Автореф. дисс. . докт. биол. наук. Москва, 2005. 44 с.

41. Дзюба А.А., Кулагина Н.В. Реликторые соленые озера дельты Селенги // Третья Верещагинская конференция. Тезисы докладов и стендовых сообщений. Иркутск, 2000. С. 76-77.

42. Дзюбан А.Н. Интенсивность микробиологических процессов круговорота метана в разнотипных озерах Прибалтики // Микробиология. 2002а. -Т. 71.-№ 1.-С. 111-118.

43. Дзюбан А.Н. Метан и микробиологические процессы его трансформации в воде верхневолжских водохранилищ // Водные ресурсы. 20026. Т. 29. - № 1. - С 68-78.

44. Дзюбан А.Н. Численность бактерий и микробиологические процессы в воде Тугурского залива Охотского моря // Микробиология. 2003. Т. 72. - № 3. - С. 419-426.

45. Дзюбан А.Н. Численность бактерий и процессы превращения метана в донных отложениях водохранилищ Волги и Камы // Микробиология. 1998.-Т.67.- №4.- С.573-575.

46. Дзюбан А.Н., Косолапов Д.Б., Кузнецова И.А. Микробиологические процессы в Горьковском водохранилище // Водные ресурсы. 2001. - Т.28. -№1. - С.47-57.

47. Доронина Н.В., Иванова Е.Г., Сузина Н.Е., Троценко Ю.А. Метанотрофы и метилобактерии обнаружены в тканях древесных растений в зимний период // Микробиология. 2004. - Т. 73. - № 6. - С. 817-825.

48. Егоров А.В., Земская Т.И., Грачев М.А. Первые данные о закономерностях вертикального распределения метана в водной толще озера

49. Байкал // Геология океанов и морей. Тезисы докладов 15 Международной школы по морской геологии. М.: ГЕОС, 2003. Т. 2. - С. 169-170

50. Ешинимаев Б.Ц., Медведкова К.А., Хмеленина В.Н., Сузина Н.Е., Осипов Г.А., Лысенко A.M., Троценко Ю.А. Новые термофильные метанотрофы рода Methylocaldum II Микробиология. 2004. - Т. 73. - № 4. - С. 530-539.

51. Заварзин Г.А. Бактерии и состав атмосферы. М.: Наука, 1984. 199 с. Заварзин Г.А., Бонч-Осмоловская Е.А. Синтрофные взаимодействия в сообществах микроорганизмов // Изв. АН СССР. Сер. биол. - 1981. - №2. - С. 165-173.

52. Заварзин Г.А., Колотилова Н.Н. Введение в природоведеческую микробиологию. Москва, 2001. 256 с.

53. Зорькин Л.М., Суббота М.И., Стадник Е.В. Метан в нашей жизни. М.: Недра, 1986.- 151 с.

54. Иванов М.В., Поликарпов Г.Г., Леин А.Ю., Гальченко В.Ф., Егоров

55. B.Н., Гулин С.Б., Русанов И.И., Миллер Ю.М., Купцов В.И. Биогеохимия цикла углерода в районе метановых газовыделений Черного моря // Докл. АН СССР. 1991. - Т.320. - №5. - С. 1235-1240.

56. Исаев В.П., Коновалова Н.Г., Михеев П.В. Природные газы Байкала // Геология и геофизика. 2002. - Т. 43. - № 7. - С. 638-643.

57. Калюжная М.Г., Хмеленина В.Н., Лысенко A.M., Сузина Н.Е., Троценко Ю.А. Новые метанотрофные изоляты из содовых озер Забайкалья // Микробиология. 1999. - Т. 68. - № 5. - С. 689-697.

58. Клерке Я., Земская Т.И., Матвеева Т.В., Хлыстов О.М., Намсараев Б.Б., Дагурова О.П., Голобокова Л.П., и др. Гидраты метана в поверхностном слоеглубоководных осадков озера Байкал // ДАН. 2003. -Т. 393. - № 6. - С. 822826.

59. Косолапов Д.Б., Намсараев Б.Б. Микробиологическое образование метана в донных отложениях Рыбинского водохранилища // Микробиология. 1995. - Т.64. - №3. - С.418-423.

60. Кузнецов А.П., Стрижов В.П., Кузин B.C., Фиалков В.А., Ястребов B.C. Новое в природе Байкала: сообщество, основанное на бактериальном хемосинтезе // Изв. АН СССР. Сер. биол. 1991. - №5. - С.766-772.

61. Кузнецов С.И., Саралов А.И., Назина Т.Н. Микробиологические процессы круговорота углерода и азота в озерах. М.: Наука, 1985. 213с.

62. Кузьмин М.И. Байкальский проект основные результаты реализации // Вестник РАН. - 2000. - Т.70. - №2. - С. 109-116.

63. Кузьмин М.И., Калмычков Г.В., Гелетий В.Ф.и др. Первая находка газогидратов в осадочной толще озера Байкал // Докл. АН. 1998. - Т.362. -№4.- С.541-543.

64. Лауринавичус К.С. Количественная оценка бактериального образования и окисления метана в природных экосистемах. Автореф. дисс. . канд. биол. наук. Пущино, 1984. 18 с.

65. Малашенко Ю.Р., Романовская В.А., Троценко Ю.А. Метанокисляющие микроорганизмы. М.: Наука, 1978. 198 с.

66. Малашенко Ю.Р., Хайер Ю., Бергер У., Романовская В.А., Мучник Ф.В. Биология метанобразующих и метанокисляющих микроорганизмов. Киев: Наукова думка, 1993. 255 с.

67. Малашенко Ю.Р., Хайер Ю., Будкова Е.Н., Исагулова Ю., Бергер У., Криштаб Т.П., Чернышенко Д.В., Романовская В.А. Метанокисляющаямикрофлора в пресных и солёных водоёмах // Микробиология. 1987. - Т.56. -Вып. 1.-С. 134-139.

68. Метан / Ф.А. Алексеев, Г.И. Войтов, B.C. Лебедев, З.Н. Несмелова. М.: Недра, 1978. -310 с.

69. Намсараев Б.Б. Микробная деструкция органического вещества в анаэробных зонах водоемов. Автореф. дисс. . докт биол. наук. М., 1992. 56 с.

70. Намсараев Б.Б. Распространение метаногенов в морских осадках // Микробиология. 1993. - Т.62. - Вып.4. - С.733-739.

71. Намсараев Б.Б., Дулов Л.Е, Земская Т.И. Разложение целлюлозы в донных осадках озера Байкал // Микробиология. 1995а. - Т.64. - №4. - С. 553-558.

72. Намсараев Б.Б., Дулов Л.Е, Земская Т.И., Карабанов Е.Б. Геохимическая деятельность сульфатредуцирующих бактерий в донных осадках озера Байкал // Микробиология. 19956. - Т.64. - №3. - С.405-410.

73. Намсараев Б.Б., Дулов Л.Е, Соколова Е.Н., Земская Т.И. Бактериальное образование метана в донных осадках озера Байкал // Микробиология. -1995в. Т.64. - №3. - С.411-417.

74. Намсараев Б.Б., Дулов Л.Е., Дубинина Г.А., Земская Т.И., Гранина Л.З., Карабанов Е.В. Участие бактерий в процессах синтеза и деструкции органического вещества в микробных матах озера Байкал // Микробиология. 19946. - Т.63.- №2. - С.344-351.

75. Намсараев Б.Б., Дулов Л.Е., Земская Т.И., Иванов М.В. Антропогенная активация бактериальной деятельности в донных осадках озера Байкал // Микробиология. 1995г. - Т.64.- №4. - С.548-552.

76. Намсараев Б.Б., Жилина Т.Н., Кулырова А.В., Горленко В.М. Бактериальное образование метана в содовых озерах Юго-Восточного Забайкалья // Микробиология. 1999. - Т.68. - №5. - С.671-676.

77. Намсараев Б.Б., Заварзин Г.А. Трофические связи в культуре, окисляющей метан // Микробиология. 1972. - Т.41. - С. 999-1006.

78. Намсараев Б.Б., Земская Т.И. Микробиологические процессы круговорота углерода в донных осадках озера Байкал. Новосибирск: Наука, 2000. 115 с.

79. Намсараев Б.Б., Земская Т.И., Дагурова О.П., Гранина Л.З., Голобокова Л.П., Ситникова Т.Я. Бактериальные сообщества донных осадков в районе гидротермального источника бухты Фролиха // Геология и геофизика. 2002. -Т. 43.-№7.-С. 644-647.

80. Намсараев Б.Б., Земская Т.И., Дулов Л.Е., Козырева Л.П., Дагурова О.П. Биогеохимический цикл метана в озере Байкал // Третья Верещагинская байкальская конференция. Иркутск, 2000. С. 161.

81. Намсараев Б.Б., Качалкин В.И., Дулов Л.Е., Обжиров А.И. Бактериальное окисление метана в районах мелководных газогидротерм Западной окраины Тихого океана // Микробиология. 1995д. - Т.64.- №1. -С.125-132.

82. Намсараев Б.Б., Русанов И.И., Мицкевич И.Н. и др. Бактериальное окисление метана в эстуарии р. Енисей и Карском море // Океанология. -1995е.-Т.35.-№ 1.-С. 88-93.

83. Намсараев Б.Б., Самаркин В.А., Нельсон К., Кламп В., Бухольц Л., Ремсен К., Майер Ч. Микробиологические процессы круговорота углерода и серы в донных осадках озера Мичиган // Микробиология. 1994в. - Т.63. -Вып. 4. - С. 730-739.

84. Омельченко М.В., Васильева Л.В., Заварзин Г.А., Савельева Н.Д., Лысенко A.M., Митюшина Л.Л., Хмеленина В.Н., Троценко Ю.А. Новый психрофильный метанотроф рода Methylobacter II Микробиология. 1996. -Т.65. - № 3. - С.339-343.

85. Омельченко М.В., Савельева Н.Д., Васильева JI.B., Заварзин Г.А. Психрофильное метанотрофное сообщество из почвы тундры // Микробиология. 1992. - Т. 61. - № 6. - С. 1072-1077.

86. Определитель бактерий Берджи / под ред. Дж. Хоулта, Н. Крига, П.Смита, Дж. Стейли и С. Уилльямса. 9 изд., в 2-х т. М.: Мир, 1997. 398с.

87. Пименов Н.В., Леин А.Ю., Сагалевич A.M., Иванов М.В. Ассимиляция углекислоты и окисление метана в различных зонах гидротермального поля Рэйнбоу // Микробиология. 2000а. - Т.69. - №6. - С. 810-818.

88. Пименов Н.В., Саввичев А.С., Русанов И.И., Леин А.Ю., Иванов М.В. Микробиологические процессы цикла углерода и серы на холодных метановых сипах Северной Атлантики // Микробиология. 20006. - Т.69. -№6. - С.831-843.

89. Романенко В.И., Кузнецов С.И. Экология микроорганизмов пресных водоемов: лабораторное руководство. Л.: Наука, 1974. 194 с.

90. Романовская В.А., Столяр С.М., Малашенко Ю.Р. Систематика метилотрофных бактерий. Киев: Наукова думка, 1991. 212 с.

91. Русанов И.И., Леин А.Ю., Пименов Н.В., Юсупов С.К., Иванов М.В. Биогеохимический цикл метана на Северо-западном шельфе Черного моря // Микробиология. 2002. - Т. 71. - № 4. - С. 558-566.

92. Русанов И.И., Юсупов С.К., Саввичев А.С., Леин А.Ю., Пименов Н.В., Иванов М.В. Микробное образование метана в аэробной водной толще Черного моря // ДАН. 2004. - Т. 399. - № 4. - С. 571-573.

93. Саввичев А.С., Русанов И.И., Пименов Н.В., Мицкевич И.Н., Байрамов И.Г., Леин А.Ю., Иванов М.В. Микробиологические исследования северной части Баренцева моря в начале зимнего сезона // Микробиология. 2000. -Т.69. -№б. -С.816-830.

94. Саввичев А.С., Русанов И.И., Юсупов С.К., Пименов Н.В., Леин А.Ю., Иванов М.В. Биогеохимический цикл метана в прибрежной зоне и литорали Кандалакшского залива Белого моря // Микробиология. 2004. - Т. 73. - № 4. - С. 540-552.

95. Сорохтин О.Г., Леин А.Ю., Баланюк И.Е. Абиогенная генерация метана на океаническом дне // Вестник РАЕН. 2002. - № 1. - С. 1-10.

96. Старостина Н.Г., Кощаев А.Г., Ратнер Е.Н., Циоменко А.Б. Характеристика гидрофобности клеточной поверхности метанотрофных бактерий по их способности к адгезии на углеводородах // Микробиология. -1997. Т.66. - №2. - С. 185-191.

97. Сузина Н.Е., Фихте Б.А. Ультраструктурная организация метанотрофных бактерий. Пущино, ОНТИ НЦБИ АН СССР, 1986. 85 с.

98. Троценко Ю.А., Четина Е.В. Энергетический метаболизм метилотрофных бактерий // Успехи микробиологии. 1988. - Т. 22. - С.3-34.

99. Тюрин B.C., Гальченко В.Ф. Субмикроскопическое строение мембранного аппарата метанотрофных бактерий // Микробиология. 1976. -Т. 45. - № 3. - С.503-506.

100. Федоров Ю.А., Никаноров A.M., Тамбиева Н.С. Первые данные о распределении содержания биогенного метана в воде и донных отложениях озера Байкал // Докл. АН. 1997.- Т.353. - №3. - С. 394-397.

101. Фуджии С., Накамура Т., Каваи Т., Сакаи X. Скорости осадконакопления в озере Байкал // Байкал природная лаборатория для исследования изменений окружающей среды и климата: Тез. докл. Иркутск, 1994. - Вып.З. - С.

102. Хлыстов О.М., Клерке Ж., Де Батист М. Донные осадки, содержащие приповерхностные газовые гидраты, в озере Байкал // Тез. 3-й Верещагинской Байкальской конф. Иркутск, 2000. С. 258-259.

103. Хлыстов О.М., Шубенкова О.М., Черницына С.В., Земская Т.И., Дагурова О.П., Намсараев Б.Б. Некоторые итоги изучения гидратов метана в осадках озера Байкал // (в печати)

104. Хмеленина В.Н., Старостина Н.Г., Цветкова М.Г., Соколов А.П., Сузина Н.Е., Троценко Ю.А. Метанотрофные бактерии соленых водоемов Украины и Тувы // Микробиология.- 1996.- Т.65.- №5.- С.696-703.

105. Шишкина В.Н., Троценко Ю.А. Уровни ассимиляции углекислоты метанотрофными бактериями // Микробиология. 1986. - Т. 55. - № 3. - С. 377-382.

106. Akkermans A.D., Mirza M.S., Harmsen H.J.M., Blok H.J., Herron P.R., Sessitsch A. and Akkermans W.M. Molecular ecology of microbes: A review of promises, pitfalls and true progress // FEMS Microbiol. Rev. 1994. V. 15. № 2-3. P.185-194.

107. Alperin M.J., Reeburgh W.S., Whiticar M.J. Carbon and hydrogen isotope fractionation resulting from anaerobic methane oxidation // Global. Biochem. Cycles. 1988. V. 2. P. 279-288.

108. Amaral J.A., Knowles R. Growth of methanotrophs in oxygen and methane counter gradients // FEMS Microbiol. Lett., 1995, V.126. P. 215-220.

109. Anthony C. The structure of bacterial quinoprotein dehydrogenases // Int. J. Biochem. 1992. V. 24. P. 29-39.

110. Auman A.J., Stolyar S., Costello A.M., Lidstrom M.E. Molecular Characterization of Methanotrophic Isolates from Freshwater Lake Sediment // Appl. Environ. Microbiol. 2000. V. 66. № 12. P. 5259-5266.

111. Bastien C., Machlin S., Zhang Y., Donaldson K., Hanson R.S. Organization of genes required for the oxidation of methanol to formaldehyde in three type II methylotrophs // Appl. Environ. Microbiol. 1989. V. 55. P. 3124-3130.

112. Bidle K.A., Kastner M., Bartlett D.H. A phylogenetic analysis of microbial communities associated with methane hydrate containing marine fluids and sediments in the Cascadia margin // FEMS Microbiol. Lett. 1999. V. 177. P. 101108.

113. Bodrossy L., Kovacs K.L., McDalton I.R., Murrell J.C. A novel thermophilic methane-oxidising у-Proteobacterium IIFEMS Microbiol. Lett. 1999. V. 170. № 2. P. 335-341.

114. Bosse U. and Frenzel P. Activity and distribution of methane-oxidizing bacteria in flooded rice soil microcosms and rice plants (Oryza sativa) II Appl. Environ. Microbiol. 1997. V. 63. № 4. P. 1199-1207.

115. Bowman J.P., McCammon S.A., Skeratt J.H. Methylosphaera hansonii gen.nov., sp.nov., a psychrophilic, group I methylotroph from Antartic marine-salinity, meromictic lakes // Microbiology (UK). 1997. V. 143. P.1451-1459.

116. Bowman J.P., Skerratt J.H., Nichols P.D., Sly L.I. Phospholipid fatty acids and lipopolysaccharide fatty acid signature lipids in methane-utilizing bacteria // FEMS Microbiol. Ecol. 1991.V. 85. P. 15-22.

117. Bowman J.P., Sly L.I., Stackebrandt E. The phylogenetic position of family Methylococcaceae И Int. J. Syst. Bacteriol. 1995. V. 45. № 1. P. 182-185.

118. Buchholz L.A., Klamp J.V., Collins M.L., Brantner Ch.A., Remsen Ch.C. Activity of methanotrophic bacteria in Green Bay sediments // FEMS Microbiol. Ecol. 1995. V. 16. P. 1-8.

119. Bussmann I., Pester M., Brune A., Schink B. Preferential cultivation of type II methanotrophic bacteria from littoral sediments (Lake Constance) // FEMS Microbiol. Ecol. 2004. V. 147. P. 179-189.

120. Calhoun A. and King G.M. Regulation of root-associated methanotrophy by oxygen availability in the rhizosphere of two aquatic macrophytes // Appl. Environ. Microbiol. 1997. V. 63. № 8. P.3051-3058.

121. Callender E., Granina L. Geochemical mass balances of major elements in Lake Baikal // Limnol. Oceanogr. 1997. 42 (1). P.148-155.

122. Cappenberg Т.Е. Interrelation between sulfate-reducing and methane-producing bacteria in bottom deposits of a fresh-water lake // Antonie van Leeuwenhoek J. Microbiol. And Serol. 1974. Vol. 40. № 2 P. 285-306.

123. Chistoserdova L., Vorholt J.A, Thauer R.K., Lidstrom M.E. Ci transfer enzymes and coenzymes linking methylotrophic and methanogenic archaea // Science. 1998. V. 281. P.99-102.

124. Cicerone R.J., Oremland R.S. Biogeochemical aspect of biogenic methane // Global Biogeochem. Cycles. 1988. V. 2. P. 299-327.

125. Costello A.M., Lidstrom M.E. Molecular characterization of functional andphylogenetic genes from natural population of methanotrophs in lake sediments // Appl. Environ. Microbiol. 1999. V. 65. № 1. P. 5066-5074.

126. Cragg B.A., Parkes R.J., Fry J.C., Weightman A.J., Rochelle P.A., Maxwell J.L. Bacterial population and processes in sediments containing gas hydrates // Earth and Planetary Sci. Lett. 1996. V. 139. P. 497-507.

127. Dafner E., Obzhirov A., Vereshzhagina O. Distribution of methane in waters of the Okhotsk and western Bering Seas, and the area of the Kuril Islands // Hydrobiologia. 1998. V. 362. P. 93-101.

128. Dalton H. Methane oxidation by methanotrophs: physiological and1. Фmechanistic implication // Methane and methanol utilizers (eds. Murrell J.C. and Dalton H.). New York: Plenium Press, 1992. P. 85-114.

129. Dalton H., Wilkins P., Jiang Y. Structure and mechanism of action of the hydroxylase of soluble methane monooxygenase // Microbial Growth on CI Compounds, (eds. J.C.Murrell and D.P.Kelly), 1993. P.65-80.

130. Davies J.B., Whittenbury R. Fine structure of methane and other hydrocarbon-utilizing bacteria // J. Gen. Microbiol. 1970. V. 61. P. 227-232.

131. De Angelis M.A., Lee C. Methane production during zooplancton grazing on marine phytoplancton // Limnol. Oceanogr. 1994. V. 39(6). P. 1298-1308.

132. V- Dedysh S.N., Berestovskaya Y.Y., Vasylieva L.V., Belova S.E., Khmelenina

133. V.N., Suzina N.E., Trotsenko Y.A., Liesack W., Zavarzin G.A. Methylocella tundrae sp. no v., a novel methanotrophic bacterium from acidic tundra peatlands // Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 2001. V. 51(1). P. 611-621.

134. Dunfield P., Knowles R., Dumont R., Moore T.R. Methane production and consumption in temperate and subarctic peat soils: response to temperature and pH // Soil Biol. Biochem. 1993. V. 25. № 3. P. 321-326.

135. Dunfield P., Khmelenina V.N., Suzina N.E., Trotsenko Y.A., Dedysh S.N. Methylocella silvestris sp. nov., a novel methane-oxidizing bacterium isolated from acidic forest cambisol // Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 2003. V. 53. P. 1231-1239.

136. El vert M., Suess E. Anaerobic methane oxidation associated with marine gas hydrates: superlight C-isotopes from saturated and unsaturated C20 and C25 irregular isoprenoids // Naturwissenschaften. 1999. V. 86. P. 295-300.

137. Elvert M., Suess E., Greinert J., Whiticar M.J. Archeae mediating anaerobic methane oxidation in deep-sea sediments at cold seeps of the eastern Aleutian subducton zone // Org. Geochem. 2000. V. 31. P. 1175-1187.

138. Falkner K.K., Measures C.I., Herbelin S.E., Edmond J.M. The major and minor element geochemistry of Lake Baikal // Limnol. Oceanogr. 1991. V. 36(3). P. 413-423.

139. Frenzel P, Thebrath B, Conrad R. Oxidation of methane in the oxic surface layer of a deep lake sediments (Lake Constance) // FEMS Microbiol. Ecol. 1990. V. 173. P. 149-158

140. Galchenko V.F., Lein A.Yu., Ivanov M.V. Biological sinks of methane // Exchange of trace gases between terrestrial ecosystems and the atmosphere. -Dahlem konferenzen, 1989. P. 59-71.

141. Garcia J.L. Taxonomy and ecology of methanogenes // FEMS Microbiol. Rev. 1990. V. 87. P. 297-308.

142. Gibert В., Abmus В., Hartmann A. and Frenzel P. In situ localization of two methanotrophic strains in the rhizosphere of rice plants // FEMS Microbiol. Ecol. 1998. V. 25. №2. P. 117-128.

143. Griffiths R.P., Caldwell B.A., Cline J.D., Broich W.A., Morita R.Y. Field Observations of Methane Concentrations and Oxidation Rates in the Southeastern Bering Sea // Appl. Environ. Microbiol. 1982. V. 44. № 2. P. 435-446.

144. Hallam S.J., Putnam N. Preston Ch.M., Detter J.C. et al. Revers methanogenesis: Testing the hypothesis with environmental genomics // Science. 2004. V. 305. P. 1457-1462.

145. Hanson R.S. and Hanson Т.Е. Methanotrophic bacteria // Microbiol. Rev. 1996. V.60. № 2. P. 439-471.

146. Heyer J., Galchenko V.F., Dunfield P.F. Molecular phylogeny of type II methane-oxidizing bacteria isolated from various environments // Microbiology. 2002. V. 148. P. 2831-2846.

147. Hoehler T.M., Alperin M.J., Albert D.B. et al. Field and laboratory studies of methane oxidation in an anoxic marine sediments: evidence for a methanogen-sulfate reducer consorcium // Global Biochem. Cycles. 1994. V.8. №4. P.451-463.

148. Holmes A.J., Owens N.J., Murrell J.C. Detection of marine novel methanotrophs using phylogenetic and functional gene probes after methane enrichment// Microbiology. 1995. V. 141. № 8. P. 1947-1955.

149. Holmes A.J., Roslev P., McDonald I.R., Iversen N., Henriksen K., Murrell J.C. Characterization of mehanotrophic bacterial populations in soils showing atmospheric methane uptake // Appl. Environ. Microbiol. 1999. V. 65. № 8. P. 3312-3318.

150. Jannasch H.W. Methane oxidation in Lake Kivu (central Africa) // Limnol. Oceanogr. 1975. V. 20. P. 860-864.

151. Jensen S., 0vreas L., Daae F., Torsvik A. Diversity in methane enrichments from agricultural soil revealed by DGGE separation of PCR amplified 16S rDNA fragments // FEMS Microbiol. Ecol. 1998. V. 26. P. 17-26.

152. Kelley Ch. Methane oxidation potential in the water column of two diverse coastal marine sites // Biogeochemistry. 2003. V. 65. P. 105-120.

153. Khmelenina V.N., Kalyuzhnaya M.G., Sakharovsky V.G., Suzina N.E., Trotsenko Y.A., Gottschalk G. Osmoadaptation of halophilic and alkaliphilic methanotrophs // Arch. Microbiol. 1999. V. 172. P. 321-329.

154. Klerkx J., Hus R., De Batist M., Khlystov O., Van Rensbergen P., PoortT J. The structural control of the methane venting area in the Southern Basin of Lake

155. Baikal, Siberia // Abs. of VI Int. Conf. on Gas and Marine Sediments. St.-Petersburg, 2000. - P.56.

156. Knief C., Lipski A., Dunfield P.F. Diversity and Activity of Methanotrophic Bacteria in Different Upland Soils // Appl. Environ. Microbiol. 2003. V. 69. №11. P.6703-6714.

157. Martin P., Goddeeris B, Martens K. Oxygen concentration profiles in soft sediment of Lake Baikal (Russia) near the Selenga delta // Freshwater Biology. 1993. 29. P.343-349.

158. Matveeva T.V., Mazurenko L.L., Soloviev V.A., Klerkx J., Kaulio V.V., Prasolov E.M. Gas hydrate accumulation in the subsurface sediments of Lake Baikal // Geo-Mar. Lett. 2003. V. 23. P. 289-299.

159. McDonald I.R. and Murell J.C. The methanol dehydrogenase structural gene mxa¥ and its use as a functional gene probe for methanotrophs and methylotrophs // Appl. Environ. Microbiol. 1997a. V. 63. № 8. P. 3218-3224.

160. McDonald I.R. and Murrell J.C. The particulate methane monooxygenase gene pmoA and use as a functional gene probe for methanotrophs // FEMS Microbiol. Lett. 1997b. V. 156. P.205-210.

161. McDonald I.R., Hall G.H., Pickup R.W., Murrell J.C. Methane oxidation potential and preliminary analysis of methanotrophs in blanket bog peat using molecular ecology techniques // FEMS Microbiol. Ecol. 1996. V. 21. № 2. P.197-211.

162. McDonald I.R., Upton M., Hall G., Pickup R,W., Edwards C., Saunders J.R., Ritchie D.A., Murrell J.C. Molecular ecological analysis of methanogens and methanotrophs in blanket bog peat // Microbiol. Ecol. 1999. V. 38. P. 225-233.

163. Miguez C.B., Bourque D., Green C.W., Groleau D. Detection and isolation of methanotrophic bacteria possessimg soluble methane monooxygenase (sMMO)genes using the polymerase chain reaction (PCR) // Microbiol. Ecol. 1997. V. 33. P. 21-31.

164. Murrell J.C. Molecular genetics of methane oxidation // Biodegradation. 1994. V. 5.P.145-160.

165. Murrell J.C., McDonald I.R., Bourne D.G. Molecular methods for the study of methanotroph ecology // FEMS Microbiol. Ecol. 1998. V. 27. P. 103-114.

166. Nauhaus K., Boetius A., Kriiger M., Widdel F. In vitro demonstration of anaerobic oxidation of methane coupled to sulphate reducrion in sediment from a marine gas hydrate area // Environ. Microbiol. 2002. V. 4(5). P. 296-305.

167. Nauhaus K., Treude Т., Boetius A., Kriiger M. Environmental regulation of the anaerobic oxidation of methane: a comparison of ANME-1 and ANME-2 communities // Environ. Microbiol. 2005. V. 7(1). P. 98-106.

168. Oremland R.S. Methane production in shallow-water, tropical marine sediments // Appl. Environ. Microbiol. 1975. V.30. № 4. P. 602-608.

169. Oremland R.S., Taylor B.F. Sulphate reduction and methanogenesis in marine sediments // Geochim. Cosmochim. Acta. 1978. V.42. № 2. P.209-214.

170. Orphan V.J., House Ch.H., Hinrichs K., McKeegan K.D., DeLong E.F. Multiple archaeal groups mediate methane oxidation in anoxiv cold seep sediments // Proc. Natl. Acad. Sci. 2002. V. 99. № 11. P. 7663-7668.

171. Pacheco-Oliver M., McDonald I.R., Groleau D., Murrell J.C., Miguez C.B. Detection of methanotrophs with highly divergent pmoA genes from Arctic soils // FEMS Microbiol. Lett. 2002. V. 209. P. 313-319.

172. Pester M., Friedrich M.W., Schink В., Brune A. pmoA-Based Analysis of Methanotrophs in a Littoral Lake Sediment Reveals a Divers and Stable Community in a Dynamic Environment // Appl. Environ. Microbiol. 2004. V. 70, №5. P. 3138-3142.

173. Radajewski S., Ineson P., Parekh N., Murrell C.J. Stable-isotope probing as a tool in microbial ecology // Nature. 2000. V. 403. № 2. P. 646-649.

174. Reed D.W., Fujita Y., Delwiche M.E., Blackwelder D.B., Sheridan P.P., Uchida Т., Colwell F.S. Microbial communities from methane hydrate-bearing deep marine sediments in a forearc basin // Appl. Environ. Microbiol. 2002. V.68. № 8. P. 1255-1260.

175. Ren Т., Amaral J.A., Knowles R. The response of methane consumption by pure cultures of methanotrophic bacteria to oxygen // Can. J. Microbiol. 1997. V. 43. P. 925-928.

176. Roslev P. and Iversen N. Radioactive fingerprinting of microorganism that oxidize atmospheric methane in different soils // Appl. Environ. Microbiol. 1999. V. 65. № 9. P. 4064-4070.

177. Rudd J. W. Methane oxidation in Lake Tanganyika // Limnol. Oceanogr. 1980. V. 25(5). P. 958-963.

178. Rudd J. W., Furutani A., Flett R.G., Gamilton R.D. Factor controlling methane oxidation in shield lakes: The role of nitrogen fixation and oxygen concentration // Limnol. Oceanogr. 1976. V. 21(3). P. 357-364.

179. Rudd J. W., Hamilton R.D., Campbell N.E. Measurement of microbial oxidation of methane in lake water // Limnol. Oceanogr. 1974. V. 19(3). P. 519524.

180. Sassen R., Joye S., Sweet S.T., DeFreitas., Milkov A.V., McDonald I.R. Thermogenic gas hydrates and hydrocarbon gases in complex chemosynthetic communities, Gulf of Mexico continental slope // Org. Geochem. 1999. V. 30. P. 485-497.

181. Sansone M.J., Martens Ch. S. Methane oxidation in Cape Lookout Bight, North Carolina // Limnol. Oceanogr. 1978. V. 23(2). P. 349-355.

182. Scott H.P., Hemley R.J., Mao H., Herschbach D.R., Fried L.E., Howard W. M., Bastea S. Generation of methane in the earth's mantle: in situ high pressure e temperature measurements of carbonate reduction // Proc. Natl. Acad. Sci. 2004. V. 101. №39. p.

183. Seifert R., Delling N., Richnow H. H., Kempe S., Hefter J., Michaelis W. Ethylene and methane in the upper water column of the subtropical Atlantic // Biogeochemistry. 1999. V. 44. P. 73-91.

184. Semrau J.D., Chistoserdov A., Lebron J., Costello A., Davagnino J., Kenna E., Holmes A.J., Finch R., Murrell J.C., Lidstrom M.E. Particulate methane monooxygenase genes in methanotrophs // J. Bacteriol. 1995. V. 177. P.3071-3079.

185. Shimaraev M.N., Granin N.G., Zhdanov A.A. Deep ventilation of Lake Baikal water due to spring thermal bars // Limnol. Oceanogr. 1993. V. 38(5). P. 1068-1072.

186. Svenning M.M., Wartiainen I., Hestne A.G., Binnerup S.J. Isolation of methane oxidizing bacteria from soil by use of a soil substrate membrane system // FEMS Microbiol. Ecol. 2003. V. 44. P. 347-354.

187. Thebrath В., Rothfuss F., Whiticar M.J., Conrad R. Methane production in littoral sediment of Lake Constance // FEMS Microbiol. Ecol. 1993. V. 102. P. 279-289.

188. Thomsen T.R., Finster K., Ramsing N.B. Biogeochemical and molecular signatures of anaerobic methane oxidation in a marine sediment // Appl. Environ. Microbiol. 2001. V.67. № 4. P. 1646-1656.

189. Tilbrook B.D., Karl D.M. Methane sources, distribution and sinks from California coastal waters to the oligotrophic North Pacific gyre // Mar. Chem. 1995. V. 49. P. 51-64.

190. Vacelet J., Boury-Esnault N., Fiala-Medioni A., Fisher C.R. A methanotrophic carnivorous sponge // Nature. 1995. V. 377. P. 296.

191. Valentine D.L. Biogeochemistry and microbial ecology of methane oxidation in anoxic environments: a review // Antonie van Leeuwenhoek. 2002. V. 81. P. 271-282.

192. Valentine D.L., Blanton D.C., Reeburgh W.S., Kastner M. Water column methane oxidation adjacent to an area of active hydrate dissociation, Eel River Basin // Geochim. Cosmochim. Acta. 2001. V. 65. № 16. P. 2633-2640

193. Vorholt J.A., Chistoserdova L., Lidstrom M.E., Thauer R.K. The NADP-dependent methylene tetrahydromethanopterin dehydrogenase in Methylobacterium extorquens AMI II J. Bacteriol. 1998. V. 180. № 20. P. 53515356.

194. Wallner G., Fuchs В., Spring S., Beisker W., Amann R. Flow sorting of microorganisms for molecular analysis // Appl. Environ. Microbiol. 1997. V. 63. № 11. P. 4223-4231.

195. Whiticar M.J. Biogenic methane formation in marine in freshwater environments: C02 reduction vs. acetate fermentation Isotope evidence // Geochim. Cosmochim. Acta. 1986. V. 50. P. 693-709.

196. Whiticar M.J. Carbon and hydrogen isotope systematics of bacterial formation and oxidation of methane // Chemical geology. 1999. V. 161. P. 291314.

197. Whittenbury R., Dalton H., Eccleston M., Reed H.L. The different types of methane oxidizing bacteria and some of their more unusual properties // Microbial Growth on Cl-Compounds. Proc. First Internat. Symp. Tokyo, 1975. P. 1-36.

198. Whittenbury R., Davies S.L., Dawey J.F. Exospores and cysts formed by methane-utilizing bacteria // J. Gen. Microbiol. 1970. V. 61. P.219- 225.

199. Whittenbury R., Phillips K.C., Wilkinson J.F. Enrichment, isolation and some properties of methane-utilizing bacteria // J. Gen. Microbiol. 1970. V.61. P.205-218.

200. Wintzingerode F.V., Gobel U.B., Stackebrandt E. Determination of microbial diversity in environmental samples: pitfalls of PCR-based rRNA analysis // FEMS Microbiol. Rev. 1997. V. 21. P. 213-229.

201. Wise M.G., McArthur J.V., Shimkets M.J. Methylosarcinafibrata gen. nov., sp. nov. and Methylosarcina quisquiliarum sp. nov., novel type I methanotrophs // Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 2003. V. 53(2). P. 1231-1239.

202. Wolin M.J. Metabolic interactions among intestinal microorganisms // Amer. J. Clin. Nutr. 1974. V. 27. P. 1320-1328.

203. Yang Sh. Methane production in river and lake sediments in Taiwan // Environ. Geochem. and Health. 1998. V. 20. P. 245-249.

204. Zeikus J.G., Winfrey M.R. Temperature limitations of methanogenesis of aquatic sediments // Appl. Environ. Microbiol. 1976. Vol 31. № 31. P. 99-107.

205. Zeikus J.L. The biology of methanogenic bacteria // Bacteriol. Revs. 1977. №2. P. 514-541.

206. Zehnder A.J., Brock T.D. Anaerobic methane oxidation: occurrence and ecology//Appl. Environ. Microbiol. 1980. Vol.39. №1.P. 194-204.

207. Zheng D., Aim E.W., Stahl D.A., Raskin L. Characterization of universal small-subunit rRNA hybridization probes for quantitative molecular microbial ecology studies // Appl. Environ. Microbiol. 1996. V. 62. № 12. P. 4504-4513.