Биологические особенности автохтонных и аллохтонных бактерий из озера Шира и маркеры антропогенного воздействия на водную экосистему

Лобова, Татьяна Ивановна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Биологические особенности автохтонных и аллохтонных бактерий из озера Шира и маркеры антропогенного воздействия на водную экосистему
ВАК РФ 03.00.07, Микробиология

Автореферат диссертации по теме "Биологические особенности автохтонных и аллохтонных бактерий из озера Шира и маркеры антропогенного воздействия на водную экосистему"

На правах рукописи

ЛОБОВА Татьяна Ивановна

БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ АВТОХТОННЫХ И АЛЛОХТОННЫХ БАКТЕРИЙ ИЗ ОЗЕРА ШИРА И МАРКЕРЫ АНТРОПОГЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ВОДНУЮ ЭКОСИСТЕМУ

03.00.07 Микробиология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Пермь - 2003

Работа выполнена в лаборатории управления биосинтезом гетеротрофов Института биофизики СО РАН, Красноярск

Научный руководитель:

кандидат биологических наук Попова Л.Ю.

Научный консультант:

доктор биологических наук, профессор Печуркин Н.С.

заслуженный деятель науки РФ

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор,

заслуженный деятель науки РФ Пшеничное Р.А.

доктор биологических наук, профессор Дрюккер В.В.

Ведущая организация: Институт водных и экологических проблем ДВО РАН, Хабаровск

Защита диссертации состоится «£»2003 г. в (О0 часов на заседании диссертационного совета Д 0041) 19.0 Г в Институте экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН по адресу: 614081 г. Пермь, ул. Голева, д. 13. Факс: (3422) 44 67 11.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН.

Автореферат разослан « 5 » 2003 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор биологических наук, профессор

Ившина И.Б.

I 824о

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В настоящее время проблема сохранения естественного разнообразия микрофлоры природных экосистем является актуальной проблемой в микробной экологии. Это обусловлено активной деятельностью человека, приводящей к негативным изменениям в окружающей среде. Одним из примеров таких изменений - устойчивость автохтонных бактерий к антибиотикам, распространившаяся вследствие поступления в экосистемы патогенной и нормальной микрофлоры человека и животных. Передача генов антибиотикорезистентности от аллохтонных бактерий автохтонным бактериям может приводить к закреплению у них ранее не свойственных признаков и, в конечном итоге, нарушению взаимосвязей внутри микробных комплексов. Для того чтобы оценить такие изменения необходимо проведение мониторинга антропогенной нагрузки. Как правило, негативное влияние персистенции аллохтонных микроорганизмов на природные экосистемы оценивается по количественным показателям патогенных бактерий, как потенциальных возбудителей заболеваний человека (Панасюк и др., 2002; Chandrasekaran et al., 1998; Lemke, Leff, 1999; McArthur, Tuckfield, 2000). Однако такой подход к оценке состояния окружающей среды не позволяет получать информацию об изменении свойств автохтонных бактерий вследствие присутствия аллохтонной микрофлоры в экосистеме, а также о степени изменений свойств автохтонных бактерий. В связи с этим представляется целесообразным использование признаков бактерий, отражающих антропогенное влияние и, следовательно, такие признаки могут быть рекомендованы в качестве маркеров. Исследователи, занимающиеся проблемами экологии микроорганизмов, в частности экологии водных микроорганизмов, подчеркивают достоинства использования маркерных признаков бактерий для оценки антропогенной нагрузки (Wireman et al., 1997; Guardabassi et а!., 1998; Lenski, 1998; Wiggins et al., 1999). При этом множественная устойчивость бактерий к антибиотикам является показателем негативного влияния деятельности человека на природные экосистемы (Briggs et al., 1999; Lemke, Leff, 1999; Mary et al.. 2000). Однако мало кто из исследователей изучает влияние человека на экосистемы в динамике (по годам и по сезонам). Только в результате систематических наблюдений за маркерными характеристиками бактерий, а также степенью их выраженности можно определить природу действующего фактора и характер его проявления в разных компонентах экосистемы. В данной работе используется именно такой подход проведения мониторинговых исследований в водных экосистемах.

Цель настоящего исследования - изучение биологических особенностей автохтонных и аллохтонных бактерий из оз. Шира (республика Хакасия) и выявление маркеров антропогенного воздействия на водную экосистему.

Основные задачи исследования:

1. Исследовать психро- и галотолерантные свойства, а также антибиотикочувствительность бактерий, изолированных из оз. Шира.

2. Выявить признаки, позволяющие дифференцировать представителей

автохтонных и аллохтонных бактерий. ЬНАЯ

БИБЛИОТЕКА |

3. Изучить антибиотикочувствительность представителей автохтонных и аллохтонных бактерий, выделяемых в разные сезоны из разных зон оз. Шира.

4. Выявить маркеры негативного антропогенного воздействия на водную экосистему.

Научная новизна работы. Изучены биологические особенности и выявлены признаки, связанные с экологической специализацией автохтонных и аллохтонных бактерий, изолированных из оз. Шира. Показано, что представители автохтонных бактерий характеризуются способностью к росту при низкой (5°С) температуре, а также в присутствии высоких (10%) концентрациях хлорида натрия. У аллохтонных бактерий не выявлены признаки психро- и галотолерантности, они характеризуются повышенной антибнотикорезистентностью и обнаруживаются в участках водной экосистемы, испытывающих наиболее сильное антропогенное воздействие. Экспериментально обосновано, что тест на чувствительность к ампициллину и канамицину может быть использован при оценке негативного антропогенного воздействия на оз. Шира. Исследован плазмидный профиль выделенных бактерий и обнаружены плазмиды размером от 2,7 до 12,7 т.п.н. Впервые показано, что в условиях повышения концентрации хлорида натрия в среде в бактериальных клетках увеличивается концентрация плазмидной ДНК размером 2,7 т.п.н. Установлено, что бактерии, содержащие данную плазмиду, проявляют способность к росту в присутствии 20 % хлорида натрия.

Теоретическая и практическая значимость работы. Полученные данные расширяют представление о биологии автохтонных и аллохтонных водных бактерий и могут быть использованы в мониторинге антропогенной нагрузки на природные экосистемы. Обоснована возможность использования выявленных маркерных признаков (психро- и галотолерантность, антибиотикочувствительность) для дифференциации автохтонных и аллохтонных бактерий.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Способность к росту при низкой (+5 С) температуре, а также устойчивость к высоким (5 и 10%) концентрациям хлорида натрия являются маркерными признаками автохтонных бактерий оз. Шира.

2. Аллохтонные бактерии, выделенные из оз. Шира, не растут при низкой температуре, относятся к группе негалофильных бактерий, характеризуются повышенной устойчивостью к антибиотикам (ампициллину, канамицину) и обнаруживаются в участках водной экосистемы, испытывающих наиболее сильное антропогенное воздействие.

3. В условиях повышения концентрации хлорида натрия в среде в бактериальных клетках увеличивается концентрация плазмидной ДНК размером 2.7 т.п.н. Бактерии, содержащие данную плазмиду, проявляют способность к росту в присутствии 20 % хлорида натрия.

"Озеро Шира", посвященной 100-летию организации курорта, республика Хакасия, 1997; VIII Международной конференции «Новые направления биотехнологии»,. Москва, 1998: Международной конференции «Проблемы загрязнения окружающей среды», Москва, 1998; I Международной конференции "Биоразнообразие и динамика экосистем Северной Евразии", Новосибирск, 2000; I Международном рабочем совещании "Биоразнообразие и динамика экосистем Северной Евразии: информационные технологии и моделирование", Новосибирск, 2001; V Международной конференции "Проблемы загрязнения окружающей среды", Волгоград-Пермь, 2001; VIII Международной конференции по соленым озерам, республика Хакасия, 2002; XII Международной конференции молодых ученых «Биология внутренних вод: проблемы экологии и биоразнообразия», Москва, 2002; Межрегиональной конференции молодых ученых «Современные проблемы экологии, микробиологии и иммунологии», Пермь, 2002; Международном Байкальском микробиологическом симпозиуме «Микроорганизмы в экосистемах озер, рек, водохранилищ», Иркутск, 2003.

По теме диссертации опубликовано 24 печатных работы.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, выводов и списка литературы. Работа изложена на 14? страницах, содержит 29 рисунков и 3 таблицы. Список цитируемой работы включает 213 источников, из них 57 отечественных и 156 зарубежных авторов.

Связь работы с научными программами. Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом НИР Института биофизики СО РАН и является частью исследований, проводимых по теме «Биофизические основы функционирования природных экосистем (мониторинг, эксперименты, модели)» (индекс приоритетного направления 4.1.5.4.2.1, номер регистрации 01.960004916). Исследования выполнены при поддержке РФФИ (фанты N. 9704-49988, N. 02-05-64096, N. 01-05-64615, № 02-05-06250 мае), Красноярского краевого фонда науки (фанты N. 8F0006, N. 10 F228M), ФЦП «Интефация» (фант N. 73), ФЦП «Интефация» (фант N. 162), Президиума РАН (фант N. 233).

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Объектами исследования служили бактериальные культуры, выделенные в разные сезоны из разных зон оз. Шира: центральной, курортной, зоны расположенной близ сельскохозяйственных полей и устья р. Сон. Вода оз. Шира - сульфатно-хлоридно-натриево-магниевая и содержит до 22 г/л растворенных солей. Соленость озера испытывает значительные колебания по глубине и по времени, увеличиваясь от 18 г/л у поверхности до 30 г/л в придонных слоях. В летний период в озере с учетом неравномерной минерализации воды по глубине образуется стратификация, близкая к двухслойной. На поверхности озера (эпилимнионе) температура воды 15-25°С, на глубине 6-8 м располагается зона термоклина, где температура воды

составляет 4 - 15°С, в придонном горизонте озера (гиполимнионе) - холодная вода (1,4-3°С).

Условия культивирования. Бактерии выращивали на агаризованной минимальной среде (Методы общей бактериологии, 1983), модифицированной нами добавлением пептона и включающей следующие компоненты (г/л): Na2HP04- 5, КН2Р04- 3, NaC! - 0,5, NH4C! - 1, пептон - 5, агар-агар - 20. После автоклавирования стерильно добавляли 1 мл 20%-го раствора MgSO., и 1 мл 0,5%-го раствора СаСЬ. Культивирование вели при температуре 5 или 25°С. Для выявления галотолерантных бактерий в среду добавляли 50,0 или 100,0 г/л хлорида натрия (Кашнер, 1978).

Изучение морфологических признаков клеток бактерий осуществляли при помощи микроскопа МБИ-15. Исследование систематической принадлежности бактерий проводили на основе морфологических, физиолого-биохимических характеристик (Методы обшей бактериологии, 1983) в соответствии с «Определителем бактерий Берги» (под ред. Хоулт и др., 1997) на базе Красноярского Госсанэпиднадзора.

Определение чувствительности к антибиотикам у выделенных бактериальных культур осуществляли методом реплик (Егоров, 1979; Методы общей бактериологии, 1983) на агаризованной минимальной среде с пептоном с содержанием антибиотиков, различающихся механизмом действия: ингибиторы синтеза клеточной стенки (ампициллин, пенициллин и диклосациллин), ингибиторы синтеза белка (канамицин, эритромицин, тетрациклин, олететрин). Для проведения массового скрининга антибиотикочувствительности бактериальных изолятов из оз. Шира выбраны ампициллин и канамицин, широко используемые в медицинской практике курортных комплексов «Озеро Шира». Антибиотики добавляли в среду после автоклавирования в концентрации 50 мкг/мл.

Выделение плазмидных ДНК проводили методом щелочного лизиса (Маниатис, и др., 1984) на базе государственного научного центра вирусологии и биотехнологии «Вектор» (Бердск). Для определения размеров плазмид у исследуемых бактерий использовали плазмидные ДНК известных размеров: рВМВЮэ (5,6 т.п.н.), pBR322 (4,4 т.п.н.), X/Pstl. Электрофорез проводили в 0,8%-ом агарозном геле, используя трис-ацетатный буфер в концентрации 50 мМ, рН 7,5 (Маниатис и др., 1984). Анализ электрофореграмм проводили с помощыс программного пакета Scion Image 4.0.2b для Windows 95. Исследование влияния изменения копийности плазмиды pSHl 2,7 т.п.н. на изменение порога галотолерантности бактериальных штаммов проводили при пассажах клеток, содержащих плазмиду pSHl, на агаризованную минимальную среду с пептоном и 0,05, 5, 10 и 20%NaCl.

Периодическое культивирование проводили на термостатированной качалке в пробирках объемом 50 мл (объем среды 20 мл) при температуре 28°С. При проведении экспериментов по исследованию способности к росту вариантов штамма Micrococcus sp. 9/pSHl в условиях разной солености использовали минимальную среду с пептоном и 0,05, 5, 10 и 20% NaCl.

Для выявления катаболитной репрессии генов галотолерантности проводили культивирование плазмидсодержашего штамма Micrococcus sp.

9/pSHl и бесплазмидного штамма Pseudomonas sp. 239 в минимальной среде с пептоном с разными концентрациями хлорида натрия (0,05, 5 и 10%) с добавлением глюкозы, а также глицерина. Глюкозу и глицерин добавляли после автоклавирования в виде 20%-ного раствора в количестве 10 мл/л. Оптическую плотность бактериальных суспензий измеряли на фотоэлектроколориметре КФК-2 в 0,3 см кювете при длине волны 540 нм (зеленый фильтр).

Совместная интродукция природного и трансгенного штаммов в модельные условия на основе природной солевой среды. В экспериментах использовали Escherichia coli Z905/pPHL7 (ИБФ СО РАН), полученный, при трансформации штамма Е. coli Z905 (hsdR+, hsdhf, gat, met', supE, recA, tef) рекомбинантной плазмидой pPHL7 (lux*, арг), содержащей гены бактериальной люминесцентной системы Photobacterium leiognathi (а- и р-субъединицы дюциферазы и три гена комплекса редуктазы жирных кислот, необходимого для синтеза альдегида), клонированные в векторе pUC18 под контролем /ас-промотора (Illarionov et а!., 1990), и Micrococcus sp. 9, содержащий природную плазмиду pSHl (NaClr) размером 2,7 т.п.н. Штамм Micrococcus sp. 9/pSHl выделен нами в 1996 г. из поверхностного слоя эпилимниона центральной зоны оз. Шира

Подготовка модельных условий для совместной интродукции штаммов. Воду, взятую с поверхности из центральной зоны оз. Шира, использовали в качестве природной солевой среды. Пробы воды дробно стерилизовали в стеклянных сосудах в течение 15 ч при температуре 70°С. После каждой стерилизации проводили анализ проб воды на остаточную микрофлору. Использовались сосуды общим объемом 450 мл, рабочий объем составлял 250 мл. Интродукцию штамма Е. coli Z905/pPHL7, а также Micrococcus sp. 9/pSH 1 в солевую среду осуществляли засевом из ночной культуры на среде М9 (Miller, 1972) с глицерином (стимулятором экспрессии свечения) в количестве 4-Ю5 кл/мл.

Выделение трансформантов проводили путем высевов (0,1 мл) воды из модельных условий на агаризованную среду М9 с пептоном и с добавлением ампициллина (50.0 мкг/мл) - селективного фактора для рекомбинантной плазмиды и хлорида натрия (100,0 г/л) в качестве селективного фактора для природной плазмиды.

Статистическую обработку данных проводили по стандартным методикам (Лакин, 1973) с использованием программного пакета Microsoft Excel 7.0 для Windows 95. Эксперименты проводили в трех повторностях. Для полученных данных рассчитывали среднее, среднее квадратическое отклонение и доверительный интервал. Все расчеты проводил с учетом уровня значимости а=0.05.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Влияние естественных факторов на распределение автохтонных и аллохтонных бактерий в оз. Шира.

Исследовано горизонтальное (по зонам) и вертикальное (по глубинам) распределение бактериальных культур в оз. Шира. В связи с тем, что в озере четко прослеживается температурная стратификация, при анализе проб воды на бактериальную микрофлору основное внимание уделялось двум группам бактерий: мезофильным и психротолерантным бактериям. Как видно из рис. I, в летний период 1999-2001 гг. во всех исследуемых зонах оз. Шира присутствовали как мезофильные, так и психротолерантные бактерии, при этом доминирующее положение занимали мезофильные бактерии (рис. 1).

1999

2669

2001

19»

0 М<Зоф|УИ»К билерш

1 Пипрмкдотны« баьтерш

2000

2001

□ Чкюфкпьные

бопер»« I Псшротолерантше баггерп

9 9

№

III

мм

2091

1999

2000

| □Меяфоьньк ~ |

I ОШйрв! 2 ^ !

Шв ■ Псжрлл'ерылные *~2 1

Ш - ;1Ш

III

2001

III

ОМлофим* батрш

бшф»

Рис. 1. Распределение мезофильных и психротолерантных бактерий, выделенных из различных зон оз. Шира в летний период 1999,2000 и 2001 гг.

А - центральная зона (усредненные данные); Б - курортная зона; В - зона, располагающаяся близ сельскохозяйственных полей; Г - устье р. Сон.

Психротолерантные бактерии преобладали в центральной зоне озера (рис. 1; рис. 2) и зоне расположенной близ сельскохозяйственных полей. В курортной зоне, а также в устье р. Сон зарегистрирована наименьшая численность таких бактерий. Разница в количественном соотношении мезофильных и психротолерантных бактерий в исследуемых зонах озера может быть обусловлена, в первую очередь, различиями в значениях средних температур в этих участках. Так, например, на поверхности в центральной части оз. Шира температура воды составляла 18-22°С, здесь преобладали мезофильные бактерии (рис. 2), в металимнионе (10 м) температура не превышала 10,0-12,8°С, а в гиполимнионе 1,5-1,7°С. Именно на глубине 10 и 20 м в основном и были выделены психротолерантные бактерии (рис. 2). В курортной зоне температура воды достигала 23-25°С, что может способствовать развитию мезофильных бактерий.

1999

5 6 ^ „

О 4 ьг

о о

зЕ з:

1999

О 4

о 2 £ з:

1999

§4 а 2

г;

О £

2000

= ч £

2 2 = * ^

2000

2 2 х з:

< 2000

г с; 2 2 = Г

2001

1& р.1 1.1

0,5 м

□ Мезофильные

бактерии ■ Психротолерантные бактерии

3 2 з: 5 и

2001

М III Ш

10«

□ Мезофильные бактерии

■ Псн\ротолеранп!ыс бактерии

I I

X Г

2001

Ш м1 М1

20 м

□ Меюфильные

бактерии I Психротолерантные бактерии

- с; 2 2

Рис. 2. Распределение мезофильных и психротолерантных бактерий, выделенных с различных глубин из центральной зоны оз. Шира в летний период 1999- 2001 гг.

Кроме того, преобладание мезофильных бактерий в воде вблизи курорта может быть связано с их поступлением в озеро со сточными водами курортных комплексов.

Следующий этап исследований был связан с оценкой способности к росту в присутствии высоких концентраций хлорида натрия мезофильных и психротолерантных бактерий. При этом кроме способности к выживанию при низких температурах, автохтонные бактерии должны проявлять определенную степень галотолерантности. что связано с обитанием в водоеме повышенной минерализации (до 30 г/л). Это свойство бактерий было использовано для их разделения на автохтонные и аллохтонные. Из данных, представленных на рис. 3, видно, что негалофильные бактерии присутствовали во всех четырех исследуемых зонах озера. В курортной зоне и устье р. Сон такие бактерии доминировали. Преобладание негалофильных бактерий в курортной зоне может быть в результате поступления стоков курортных комплексов, и, следовательно, снижения концентрации хлорида натрия в этой зоне (2,4 г/л ЫаС1).

й!

□Неаюфшыше 7

оагорйу

■Среле ш, О4

пито кратные

балерин

□ Ферейн о ]

аютохраитые

бактерия 0

ОНеаюфтыше бактерии

■Средне пдото теракты« багтерик 0 Умеренно шоточерантье балерин

1111

□ Нешофмьиыс бактерии

■Среде галого*рэяше балерин

|||

ОНешофилмые бактерии

■ Средне (гюклерантиые бактерии

г г

= « С

Рис. 3. Распределение негалофнльных н галотолерантных бактерий, выделенных из различных зон оз. Шнра в летний период в 1999,2000 н 2001гг.

А - центральная зона (усредненные данные); Б - курортная зона; В - зона, располагающаяся близ сельскохозяйственных полей; Г - устье р. Сон

В зоне устья р. Сон также отмечена низкая концентрации соли 0,6 г/л №С1, поскольку впадение реки приводит опреснению этого участка озера (Парначев и Вишнивецкий, 1997; Ка1асЬеуа е/ а/., 2001). В центральной зоне оз. Шира негалофильные бактерии были выявлены в основном в поверхностном слое эпилимниона (рис. 4). На глубине 10 и 20 м численность негалофильных бактерий уменьшается. Здесь преобладают среднегалотолерантные и умеренно галотолерантные бактерии.

1999

2000

0,5 ч

1999

2000

ill

- s с 2001

Ii м

Q Негалофтьные бактерии

■ Средне гало то терантаые бактерии

□ Умеренно гаютатерамтные бактерии

Юм

□ Мегалофилыше бактерии

■ Среднсга.тототерантные бактерии

□ Умеренно

шло толерантные бактерии

2 Я *

2000

'2001

III J Л J

г J x =

i I s

Sic

111

20«

О Негалофитьные бактерии

■ Среднспиотолерантные бактерии

□ Умеренно галотолерантные бактерии

Рис. 4. Распределение негалофильных и галотолераитных бактерий, выделенных с различных глубин из центральной зоны оз. Шира в летний период в 1999- 2001 гг.

Исследование систематического положения бактерий растущих при низкой (5°С) температуре, а также выдерживающих высокие концентрации хлорида натрия показало, что такие бактерии относятся к родам Acinetobacter. Flavobacterium, Halococcus. Micrococcus и Pseudomonas. Важно отметить, что представители этих родов преобладают в центральной зоне оз. Шира и. по-

видимому, являются автохтонными. Бактерии родов Alcallgenes, Bacillus, Corynebacierium и Enterobacter не растут при низкой температуре и не способны к росту в присутствии высоких (5 или 10%) концентраций хлорида натрия. По-видимому, такие бактерии являются аллохтонными.

Влияние антропогенных факторов на бактерии оз. Шира. Присутствие аллохтонных бактерий в природных экосистемах может приводить к нежелательным явлениям, проявляющихся, прежде всего на свойствах автохтонных бактерий. Поскольку оз. Шира имеет антропогенные входы, содержащие аплохтонные бактерии, то представляется целесообразным исследовать возможное негативное влияние поступающих аллохтонных бактерий на свойства автохтонных бактерий. Для анализа возможности закрепления резистентности к антибиотикам у автохтонных бактерий оз. Шира представляет интерес центральная часть озера. Проведена оценка чувствительности к ампициллину и канамицину у автохтонных бактерий, выделенных в разные сезоны из центральной зоны оз. Шира в 1999 г. (рис. 5).

100% 80% 60% 40% 20% 0%

100% ео% 60% 40% 20% 0%

100% 80% 60% 40% 20% 0%

0,6м

м п и

Фсв аль

М П И

Ма т

1 м п

м п и

Июнь

м п И Июль

Л)

п и

I п и Авп ст

d т

м п и

О Aps Kms ■ Ар г Km г И Кшг О Ар г

□ Aps Kms

■ Apr Kmr

1 s О Km г

1 Г; В Ар г

п и

□ Aps Kms ■ Ар г Km г В Km г В Ар г

М П И

Нояо ь

Рис. 5. Изменение доли антибиотикорезистентных мезофнльных психротолерантных и термоиндуцируемых бактерий, выделенных в разные сезоны из центральной зоны оз. Шира в 1999 г.

М - мезофильные бактерии. П - психротолерантные бактерии, И -термоиндуцируемые бактерии. АргКтг - бактерии устойчивые к ампициллину и канамицину; Арг - бактерии устойчивые только к ампициллину; Кшг - бактерии устойчивые только к канамицину; Ар5Кш5 - бактерии чувствительные к антибиотикам.

Как видно из рис. 5, устойчивость к ампициллину и канамицину характерна в основном, для мезофильных бактерий. Проявление такой резистентности было отмечено с началом курортного сезона (июнь), которая, сохранялась вплоть до ноября. В холодный период (февраль, март) мезофильные бактерии не были обнаружены (рис. 5). В зимне-весенних пробах воды преобладали психротолерантные и термоиндуцируемые бактерии, чувствительные к антибиотикам. Устойчивость к ампициллину у этих групп бактерий составляла от 10 до 60%. В летние месяцы ампициллинрезистентность отмечалась у всех проанализированных групп бактерий, при этом резистентность к канамицину проявлялась у незначительного количества проанализированных бактериальных изолятов. В связи с тем, что присутствие в центральной зоне оз. Шира бактерий, устойчивых к ампициллину и канамицину отмечено во время активного функционирования курортных комплексов «Озеро Шира» (июнь-июль), проведено сравнительное исследование чувствительности к антибиотикам негалофильных, среднегатотолерантных и умеренно галотолерантных бактерий, выделенных их курортной и центральной зон оз. Шира (рис. 6). Анализ антибиотикочувствительности бактерий по группам галотолерантности обусловлен одной из основных причин. Она заключается в том, что в курортной зоне озера преобладают негалофильные бактерии (рис. 3), которые по нашему мнению в большей части являются аллохтонными. В связи с этим, было сделано предположение, что проведение сравнительного анализа антибиотикочувствительности негалофильных и галотолерантных бактерий, выделенных из курортной и центральной зон озера, позволит выявить основных бактерий-носителей гскоб устойчивости к антибиотикам в оз. Шира, и, в частности, в центральной его зоне. Как видно из данных представленных на рис. 6, возрастание доли бактерий устойчивых к ампициллину и канамицину в курортной зоне оз. Шира сопровождалось возрастанием доли бактерий, проявляющих данный признак и в центральной зоне озера (рис. 6). Причем наиболее выраженная антибиотикорезистентность была характерна для негалофильных бактерий, что отличало их от среднегалотолерантных бактерий. На основании полученных результатов сделано предположение о негативном влиянии курорта.

Иепктофшьте Сакгерин

CftiitriWMjWfiMM Аактерим

У WrptMW rU10T0HC|MINW« бМГТСриН

Июнш Мю» ЛшгуCT Нггыофкшиыс ЛякИШМ

Иют Нил Аыуст Срглжгмвталгрмтныс бштерм

100 —

» -

□ ApiKng

■ Арткпт С- 60 - -

акт «5 ■ю - ■

□ Apr 5

ч 20 — 0 -

Июнь Июл Август Умерши гмэтширшгиые бмлерин

□ ^pskms ■ Арткпг С Кит С Apr

Июнь Июль Август

Июнь Июль А«Г)СТ

Июнь Иють Aiiyci

Рис. 6. Соотношение устойчивых и чувствительных к антибиотикам бактерий, выделенных из центральной и курортной зон оз. Шира в летний период 1999-2001гг. (усредненные данные).

I - центральная зона озера, II - курортная зона озера. АргКшг - бактерии устойчивые к ампициллину и канамицину; Арг - бактерии устойчивые только к ампициллину; Кшг - бактерии устойчивые только к канамицину; Ар*Кт5 -бактерии чувствительные к антибиотикам.

Возможные механизмы устойчивости бактерий из оз. Шира к факторам среды. За период с 1996 по 2001 гг. проанализировано 156 проб из различных зон оз. Шира и проведена оценка чувствительности к антибиотикам около 106 бактерий. 344 антибиотикорезистентных бактериальных культур, исследованы на предмет присутствия в их клетках плазмидных ДНК. Оказалось, что 7% из проверенных бактериальных изолятов являлись носителями плазмид различного молекулярного веса (от 2,7 т.п.н до 12,7 т.п.н.). Наибольшее количество плазмидсодержащих бактерий было выделено из курортной зоны оз. Шира (табл. 1). Однако проведенные исследования по выявлению связи обнаруженных плазмид с устойчивостью бактерий к антибиотикам не позволили сделать однозначных выводов о возможной такой связи.

После хранения коллекции плазмидсодержащих бактерий на агаризованной минимальной среде с пептоном повторный анализ плазмид показал, что все ранее выделенные плазмидные ДНК сохранялись в клетках бактерий, а концентрация плазмиды размером 2,7 т.п.н. в клетках штаммов Micrococcus sp. 9, Micrococcus sp. 18, Pseudomonas sp. 10 и Pseudomonas sp. 14 существенно снижалась (рис. 9 А, дорожки 2, 3; рис. 9 Б, дорожки 1, 2; рис. 9 В, дорожки 1-4).

Таблица 1.

Плазмидный профиль бактериальных изолятов, выделенных из оз. Шира

Номер штамма Зона наблюдения Чувствительность к антибиотикам Максимальная концентрация NaCl в (%), к которой устойчивы штаммы Размеры плазммд (т.п н.)

Ар Km

4 Центр + 5 11,5

9 Центр - + 10 2,7

10 Центр + + 10 2,7 10,6

13 Центр + + 5 11,5

14 Центр + + 10 2,7

18 Центр - + 10 2,7 10,6

19 Центр - - 0,05 12.5

22 Центр + + 5 12.5

137 Центр + + 5 11.5

164 Центр 4- - 20 Нет

239 Центр + + 20 Нет

106 Курорт + 0,05 4,4.5.6; 8,8: 11.5

116 Курорт 4- + 0.05 5,6.8,8; 11.5

118 Курорт + + 5 3,7,4,4; 5,6; 8.8; 11.5

125 Курорт + - 0.05 4.4; 5,6; 8,8; 11,5

167 Курорт + + 5 12,5

42 4000 м от курорта + + 0,05 12.5

43 4000 м от курорта + 5 4.4; 5,6

49 4000 м от курорта - +■ 5 4,4; J.6

241 3500 м от курорта + + 0.05 12.7

242 3500 м от курорта + + 0.05 12,7

244 3500 м от курорта + + 5 12,7

248 3500 м от курорта + - 5 12,7

250 3500 ч от курорта 0.05 12,7

Поскольку оз. Шира относится к солоноватым озерам, в котором одними из доминирующих ионов являются Na* и СГ, то мы предположили, что хлорид натрия может оказывать влияние на поддержание плазмиды размером 2,7 т.п.н.. обозначенную нами как pSHl. Поскольку в штаммах Pseudomonas sp. 10 и Micrococcus sp. 18 обнаружено два типа плазмидных ДНК (табл. 1), то исследования изменения концентрации плазмиды pSHl в присутствии различных концентраций хлорида натрия проводили на штаммах Pseudomonas sp. 14 и Micrococcus sp. 9. После периодического культивирования бактерий, содержание плазмиду 2,7 т.п.н. в течение 18 часов, в жидкой минимальной среде с пептоном и с содержанием 5% NaCl. было обнаружено возрастание концентрации плазмидной ДНК (рис. 7 A. Micrococcus sp. 9, дорожка 4; рис. 7 Б, Pseudomonas sp. 14, дорожка 3).

Юбтпн

• 2.7 т пн.

Рис. 7. Электрофоретическин анализ плазмпд штаммов, выделенных из оз.

Шира.

А - дорожки: 1 - контроль (X/Pst I), 2 - (Micrococcus sp 9). 3 - (Micrococcus sp. 9 после хранения на среде М9 с пептоном и 0,05% NaCl); 4 - (Micrococcus sp 9 после периодического культивирования в среде с 5% NaCl); Б - дорожки: 1 - (Pseudomonas sp. 14). 2 - (Pseudomonas sp. 14 после хранения на среде М9 с пептоном и 0,05% NaCl); 3 -(Pseudomonas sp. 14 после периодического культивирования в среде с 5% NaCl); В - дорожки: 1 - (Pseudomonas sp. 10), 2 - (Pseudomonas sp. 10 после хранения на среде М9 с пептоном и 0,05% NaCl); 3 - (¡Micrococcus sp. 18); 4 - (Micrococcus sp. 18 после хранения на среде М9 с пептоном и 0.05% NaCl).

Таким образом, показано, что хлорид натрия оказывает влияние на изменение концентрации плазмиды размером pSHl. В литературе известна плазмида pSYlO размером 2,7 т.п.н., обнаруженная в клетках цианобактерий, копийность которой зависит от концентрации хлорида натрия (Takeyama et а!., 1991). Авторы отмечали, что при увеличении концентрации соли в среде от 0 до 3% возрастало и число копий плазмиды pSYlO размером 2,7 т.п.н. На примере штамма Micrococcus sp.9 (табл. 1, штамм N 9) были осуществлены серии пассажей на минимальной среде с пептоном и различными концентрациями хлорида натрия (рис. 8).

Рис. 8. Схема пассажей Micrococcus sp. 9/pSHl на агаризованной среде с разными концентрациями хлорида натрия.

Проведенный электрофоретический анализ вариантов штамма Micrococcus sp. 9/pSHl, полученных после 15-ти пассажей в присутствие различных концентраций хлорида натрия, показал, что на среде с 0.05% NaCI концентрация плазмиды низкая, а по мере возрастания концентрации соли в среде возрастает и концентрация плазмиды (рис. 9). Наибольшее возрастание содержания плазмидной ДНК происходит в среде с концентрацией 5% NaCI (рис. 9, дорожка 2). При выделении плазмид из клеток варианта, полученного после 15-ти пассажей на среде с содержанием 20% NaCI, отмечался сильно затрудненный

лизис клеток. В связи с этим не удалось осуществить качественный электрофоретический анализ (данные электрофореза не приведены).

i а з 4

0.05% 5% 10%

Концентрации NaCI

Рис. 9. Оценка концентрации плазмиды pSHl штамма Micrococcus sp. 9 в среде с разными концентрациями NaCI.

А - электрофоретический анализ плазмиды pSH 1 вариантов штамма Micrococcus sp. 9, выделенных после 15 пассажей на среде с разными концентрациями NaCI: дорожки: 1 - вариант 1 (устойчивость к 0.05% NaCI), 2 - вариант 2 (устойчивость к 5%NaCl), 3 - вариант 3 (устойчивость к 10% NaCI). 4 - контроль (X/Pst 1); Б - оценка концентрации плазмиды pSHl с помощью программы Scion Image; В - сравнительный анализ содержания плазмиды pSHl в среде с разными концентрациями NaCI.

При исследовании влияния различных концентраций хлорида натрия (0,05, 5, 10 и 20%) на рост вариантов штамма Micrococcus sp. 9/pSHl показано, что варианты штамма различаются, способностью к росту в присутствии высоких концентраций соли (рис. 10). Различия в способностях каждого варианта расти в присутствии высоких концентраций хлорида натрия, можно объяснить, по-видимому, определенным их потенциалом резистентности к соли, полученным в результате пересевов.

<В

S о4

ю >sf

со О

к X

о X

о ц

а. л

S а. 5 S

с о

01 X со

X 2

ф 3

120

100

ДЛ

□ 0,05% NaCI

□ 5% NaCI Ш 10% NaCI ■ 20% NaCI

Вариант 1 Вариант 2 Вариант 3 Вариант 4

Рис. 10. Влияние хлорида натрия на рост вариантов штамма Micrococcus sp. 9/pSHl при периодическом культивировании.

Вариант 1 (полученный после 15-ти пассажей на среде с содержанием 0,05% NaCI); вариант 2 (полученный после 15-ти пассажей на среде с содержанием 5% NaCI); вариант 3 (полученный после 15-ти пассажей на среде с содержанием 10% NaCI); вариант 4 (полученный после 15-ти пассажей на среде с содержанием 20% NaCI).

Иллюстрация этого предположения наиболее характерна для варианта 3 (NaClr, 10%). который, в отличие от варианта 2 (NaCir. 5%) и. тем более, от варианта, полученного в результате пассажей на среде с 0,05% NaCI, демонстрирует рост в присутствии 10%NaCI и проявляет резистентность к 20% NaCI.

Таким образом, на основании полученных результатов можно сделать предположение, что при возрастании концентрации хлорида натрия в среде культивирования штаммов, содержащих плазмиду pSHl. возрастающая концентрация плазмиды pSHl 2,7 т.п.н. способствует повышению порога галотолерантности у Micrococcus sp. 9, Micrococcus sp. 18, Pseudomonas sp. 10.

Pseudomonas sp. 14, и как следствие, их выживаемости в условиях высокого осмотического давления.

Относительно других выделенных природных плазмид (табл. 1) можно сказать, что их значение для бактерий оз. Шира пока остается неизвестным, хотя можно отметить высокую встречаемость плазмидных ДНК одного размера. Необходим поиск факторов, оказывающих влияние на изменение концентрации выделенных нами внехромосомных ДНК в клетках бактерий для определения функциональной значимости плазмид.

ВЫВОДЫ

1. Установлено, что автохтонные и аллохтонные бактерии, выделенные из оз. Шира, являются представителями родов Acinetobacter, Alcaligenes, Bacillus, Corynebacterium, Enterobacter, Flavobacterium, Halococcus,, Micrococcus и Pseudomonas. Среди автохтонных бактерий доминируют представители Acinetobacter, Flavobacterium, Halococcus, Micrococcus и Pseudomonas; среди

" аллохтонных бактерий - Alcaligenes, Bacillus, Corynebacterium, Enterobacter.

2. Показано, что автохтонные бактерии характеризуются способностью к росту при низкой (5°С) температуре, а также в присутствии в среде 5 или 10%

I хлорида натрия. При этом среднегалотолерантные (5% NaCl) бактерии

обнаруживаются во всех исследуемых зонах оз. Шира, умеренно галотолерантные (10% NaCl) бактерии преобладают на глубине 10 и 20 м в центральной зоне оз. Шира.

3. Обнаружено, что аллохтонные бактерии, выделенные из оз. Шира, не растут при низкой (5°С) температуре, относятся к группе негалофильных

' бактерий и обнаруживаются в участках водной экосистемы, испытывающих

* наиболее сильное антропогенное воздействие.

4. Выявлено, что в летний период в курортной и центральной зонах исследуемой экосистемы значительно возрастает доля бактерий, устойчивых к ампициллину и канамицину, тогда как в зимне-весенний период преобладают антибиотикочувствительные бактерии.

5. Обосновано, что поступление аллохтонных негалофильных бактерий в оз. Шира с хозяйственно-бытовыми стоками курортных комплексов

1 способствует повышению доли бактерий с выраженной

| антибиотикорезистентностью в исследуемой водной экосистеме. Данный

показатель может служить маркером негативного антропогенного воздействия ' на оз. ШИра.

6. При исследовании плазмидного профиля бактерий, выделенных из оз. Шира, обнаружены плазмиды размером от 2,7 до 12,7 т.п.н. При этом не выявлена взаимосвязь между присутствием плазмидных ДНК и антибиотикорезистентностью плазмидсодержащих бактерий.

** 7. Впервые показано, что при увеличении концентрации хлорида натрия в

I среде в бактериальных клетках возрастает концентрация плазмиды pSHl

размером 2,7 т.п.н. Бактерии, содержащие плазмиду pSHl, проявляют способность к росту в присутствии 20% хлорида натрия.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Попова Л.Ю., Максимова Е.Е., Ермощенко Л.А., Крылова Т.Ю., Белявская В.А.. Бояндин А.Н., Лобова Т.И., Печуркин Н.С. Рекомбинантные плазмиды как факторы риска и нарушения естественного биоразнообразия и функционирования природных экосистем//В сб.: Медико-биологические и экологические проблемы курортного комплекса озера Шира. - Томск, 1997. -

С. 126-135.

2. Лобова Т.Н. Изучение доминирующих групп микрофлоры озера Шира//Экология Сибири-2000 год: Тез. докл. Южно-Сибирской регион, науч. конф. студентов и молодых ученых. - Абакан, 1997. - С. 66.

3. Лобова Т.И., Крылова Т.Ю., Максимова Е.Е., Шитц Л.А. Сезонная динамика численности гетеротрофной микрофлоры озера Шира//Там же.- 1998. -С. 78.

4. Лобова Т.И. Изучение миграции рекомбинантной и природной плазмид между штаммами Escherichia coli Z905/pPHL7 и Micrococcus sp. 9/pSHl//TaM же. - 1998.-С. 83.

5. Лобова Т.И. Сезонная динамика распространения множественной антибиотикорезистентности среди гетеротрофной микрофлоры озера Шира//Там же, - 1999.-С. 72.

3. Бояндин А.Н., Лобова Т.И., Максимова Е.Е., Попова Л.Ю., Печуркин Н.С. Экосистема озера Шира как модель, позволяющая оценить возможные последствия интродукции микроорганизмов в простые природные экосистемы//Труды VIII Междунар. конф. "Новые направления биотехнологии": Тез. докл. - Москва. 1998. - С. 105.

7. Popova L.Yu., Pechurkin N.S., Maksimova E.E., Kargatova T.V., Kiylova T.Yu., Lobova T.I. Boyandin A.N. Experimental microcosms as models of natural ecosystems for monitoring survival of genetically modified microorganisms//Life Support and Biosphere Science. - 1999. - V. 6. - P. 193-197.

8. Lobova Т.. Boyandin A., Popova L. Natural and human impacts on plasmid fixture in the microbial link of Shira lake ecosystem///«: Biodiversity and dynamics of ecosystems in North Eurasia. Water ecosystems of North Eurasia. - Novosibirsk, 2000.-V. 5. Pan 1.-P. 16-18.

9. Бояндин A.H., Лобова Т.И., Крылова Т.Ю., Каргатова Т.В., Попова Л.Ю„ Печуркин Н.С. Фактор солености и адаптационные возможности рекомбинантных микроорганизмов Escherichia coli и Bacillus ¿ыШ/У/Микробиология. - 2000. - Т. 69. N. 2. - С. 243-247.

10. Barchatov Yu.V., Lobova T.I. Mathematical modeling of anthropogenic and natural factors influence antibiotics resistance of heterotrophic bacteria in Shira lake///«: The first workshop on information technologies application to problems of biodiversity and dynamics of ecosystems in North Eurasia. - Novosibirsk, 2001. -

P. 329.

11. Лобова Т.И., Максимова Е.Е.. Попова Л.Ю. Мониторинг множественной устойчивости к антибиотикам гетеротрофных бактерий озера Шира/Яруды V Междунар. конф. «Проблемы загрязнения окружающей среды»: Тез. докл. - Волгоград-Пермь, 2001.- С. 80.

12. Попова Л.Ю., Каргатова Т.В., Максимова Е.Е., Бояндин А.Н., Лобова Т.Н., Крылова Т.Ю., Печуркин Н.С. Трансгенные микроорганизмы как антропогенный фактор в природных экосистемах//Там же. - С. 92.

" 13. Yii. Popova, T.I. Lobova, T.Yu. Krylova, T.V. Kargatova, E.E. Maksimova,

A.N. Boyandin, N.S. Pechurkin. Population dynamics of transgenic microorganisms in the different microecosystem conditions//Advances in Space Research. - 2001. -V. 27. N. 9.-P. 1571-1579.

14. Бояндин A.H., Лобова Т.И.. Попова Л.Ю. Сохранение генетически модифицированного штамма Escherichia coli Z905/pPHL7 в стерильной воде из озера ШираУ/Труды VIII Междунар. конф. по соленым озерам: Тез. докл.. - Пос. Жемчужный, республика Хакасия. - 2002. - С. 130.

15. Лобова Т.Н., Попова Л.Ю. Динамика проявления устойчивости к антибиотикам гетеротрофных бактерий озера Шира в период 1999-2001//Там же. -С. 138.

16. Бархатов Ю.В., Лобова Т.И., Попова Л.Ю. Теоретико-экспериментальный анализ влияния на экосистему озера Шира антропогенных и природных факторов по проявлению устойчивости к антибиотикам у гетеротрофных бактерий//Труды XII Междунар. конф, молодых ученых «Биология внутренних вод: проблемы экологии и биоразнообразия»: Тез. докл -Борок, 2002.-С. 162-163.

17. Лобова Т.Н. Проявление генетических маркеров у культивируемых бактерий озера Шира как показатель условий среды обитания//Труды Межрегиональной конф. молодых ученых «Современные проблемы экологии, микробиологии и иммунологии»: Тез. докл. - Пермь, 2002. - С. 54-55.

18. Lobova T.I., Maksimova Е.Е., Popova L. Yu„ Pechurkin N.S. Geographical and seasonal distribution of multiple antibiotic resistance of heterotrophic bacteria of Shira lake//Aquatic Ecology. - 2002. - V. 36. N. 2. - P. 299-307.

19. Lobova T.I.. Barchatov Yu.V.. Popova L.Yu. Antibiotic resistance of heterotrophic bacteria in Shira lake natural and anthropogenic impacts//Aquatic Microbial Ecology. -2002.- V. 30. N. l.-P. 11-18.

20. Бархаюв Ю.В., Лобова Т.И., Саламатина O.B. Устойчивость к двум классам антибиотиков гетеротрофных бактерий литоральной зоны озера Шира//Труды Междунар. Байкальского микробиологического симпозиума «Микроорганизмы в экосистемах озер, рек, водохранилищ»: Тез. докл. -Иркутск, 2003.-С. 8-9.

21. Лобова Т.И. Свойства культивируемых бактерий озера Шира и выявление маркеров, используемых для индикации антропогенного воздействия на водные экосистемы//Там же. - С. 83-84.

22. Boyandin A.N., Lobova T.I., Popova L.Yu., Pechurkin N.S. Survival and alteration of the plasmid-containing microorganism Escherichia coli Z905/pPHL7 introduced into manmade closed aquatic microcosms//Advances in Space Research. -2003. - V. 31. N. 7. - P. 1763-1768.

23. Лобова Т.И., Листова Л.В., Попова Л.Ю. Распределение гетеротрофных бактерий по акватории озера Шира //Микробиология. - 2003. -Т. 72. N. 6.

24. Лобова Т.И., Попова Л.Ю., Загребельный С.Н. Молекулярно-генетический подход к исследованию процессов распространения плазмид в природных микробных популяциях//Сибирский Экологический Журнал. - 2003.

I 1

Подписано в печать 29.10.03. Формат бумаги 60x84 1/16 > Усл. печ. л. 2,0

* Тираж 100 экз. Заказ 964

I _

' Отпечатано на ризографе КГТУ

[ 660074, Красноярск, Киренского 26

I !

i i

Î \

2оо?-Д ' l^o » 18240

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Лобова, Татьяна Ивановна

1 ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Влияние абиотических факторов на бактерии природных водных экосистем.

1.2. Влияние биотических факторов на бактерии природных водных экосистем на примере микроводорослей.

Д 1.3. Влияние антропогенных на бактерии природных водных экосистем.

1.4. Проблемы мониторинга антропогенной нагрузки на природные экосистемы.

Глава 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

Глава 3. ВЛИЯНИЕ ЕСТЕСТВЕННЫХ ФАКТОРОВ НА РАСПРЕДЕЛЕНИЕ АВТОХТОННЫХ И АЛЛОХТОННЫХ БАКТЕРИЙ

В ОЗ. ШРА.

Глава 4. ВЛИЯНИЕ АНТРОПОГЕННЫХ ФАКТОРОВ НА АВТОХТОННЫЕ И АЛЛОХТОННЫЕ БАКТЕРИИ ИЗ ОЗ. ШИРА

4.1. Сезонная динамика устойчивости к ампициллину и канамицину автохтонных и аллохтонных бактерий из оз. Шира.

4.2. Оценка влияния природных и антропогенных факторов на устойчивость к антибиотикам автохтонных и аллохтонных бактерий из оз. Шира.

Глава 5. ВОЗМОЖНЫЕ МЕХАНИЗМЫ УСТОЙЧИВОСТИ

БАКТЕРИЙ ИЗ ОЗ. ШИРА К ФАКТОРАМ СРЕДЫ

5.1. Плазмидный профиль бактерий из оз. Шира.

5.2. Исследование горизонтальной миграции природной и рекомбинантной плазмид в модельных условиях.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Биологические особенности автохтонных и аллохтонных бактерий из озера Шира и маркеры антропогенного воздействия на водную экосистему"

В настоящее время в микробной экологии наблюдается возрастание интереса к исследованию сезонного распределения различных физиологических групп бактериопланктона по акваториям экосистем, а также его генетического разнообразия. Это связано со стремлением выявить важнейших бактериальных представителей автохтонной микрофлоры, а также понять их роль в функционировании и поддержании устойчивости экосистем. При решении этих задач, необходимо учитывать, что бактерии постоянно испытывают на себе действие множества факторов окружающей среды. Изучение свойств бактерий природных экосистем, позволяет выявлять признаки характерные для автохтонных бактерий, а так же специфические признаки, возникающие у бактерий вследствие воздействия на них антропогенных факторов. Такие исследования способствуют выявлению характеристик доминирующих групп бактериальных представителей автохтонной микрофлоры, а также лучшему пониманию стратегии выживания бактерий в конкретных условиях. В свою очередь, знания о специфических признаках бактерий могут позволить оценить степень негативных в изменений в экосистеме. Одной из причин «нежелательных», а порой и необратимых изменений в экосистемах является деятельность человека. В связи с этим, сохранение природных экосистем и микробного разнообразия в настоящее время является одной актуальной задачей микробной экологии (Lemke, Leff, 2000; McArthur, Turckfield, 2000). Особое внимание при этом направлено на экосистемы, обладающие лечебными свойствами, и таким образом, представляющие большую ценность для человека.

Одним из примеров такой экосистемы является озеро Шира (Хакасия). Минеральная вода озера Шира используется в медицинской практике для лечения многих хронических заболеваний. На берегу озера располагается курортный комплекс, имеющий более чем столетнюю историю. За последние 2 десятилетия отмечается ухудшение естественного режима всех компонентов озера под воздействием антропогенных факторов. Хозяйственно-бытовые стоки курорта, содержащие микрофлору человека и животных, сбрасываются в количестве 1 млн. м3 в год непосредственно в экосистему, что приводит к изменению химического состава воды и ухудшению санитарно-бактериологических показателей (Парначев и др., 1997). В качественном составе среди техногенных органических примесей в озерной воде обнаружены фталаты, нефтепродукты (парафины, нафтены и ароматические углеводороды). С водами реки Сон (единственного притока бессточного озера) поступают органические и минеральные вещества, а также аллохтонная микрофлора из вышерасположенных животноводческих комплексов, что также может приводить к нарушению естественного биоразнообразия озера Шира.

Существуют различные способы оценки антропогенной нагрузки на экосистемы, в том числе химический анализ, биоиндикация и биотестирование (Doust et al., 1994; Samecka-Cymerman, Kempers, 2001). Очень часто степень загрязнения среды определяют с помощью тест-объектов, среди которых широко используются бактерии, содержащие в клетках различные репортерные генетические системы, в частности гены люминесцентной системы (/шг-гены) (Backhaus, Grimme 1999). Однако следует отметить, что оценка состояния среды посредством таких тест-объектов имеет ограничения. Первое из них обусловлено только оценкой типа "токсично - не токсично". Второе ограничение связано с тем, что сами тест-объекты, как правило, не являются истинными обитателями исследуемых экосистем, и таким образом, не могут отражать реакцию бактериальных изолятов на изменения факторов среды обитания. Свойства природных бактерий в изменяющихся условиях обитания позволяют не только определить характер антропогенного воздействия, но и оценить его масштабы. Это обусловлено тем, что они обладают потенциальной устойчивостью к большинству факторов среды, включая и антропогенную нагрузку. Примером такой адаптации является устойчивость к антибиотикам автохтонных бактерий природных экосистем (Но et al., 1998; Tran, Jacoby, 2002). Одна из причин этого явления обусловлена широким использованием в медицинской и ветеринарной практике антибиотиков различного механизма действия, что приводит к появлению устойчивости, как у патогенной, так и у нормальной микрофлоры человека и животных. Резистентность к антибиотикам может быть обусловлена хромосомными или плазмидными детерминантами (R-плазмидами). Однако хромосомные детерминанты не играют столь существенной роли в процессе передачи устойчивости бактериальным клеткам как плазмиды. Передача R-плазмид от аллохтонных бактерий автохтонным бактериям может привести к закреплению у них ранее не свойственных признаков и, в конечном итоге, нарушению взаимосвязей внутри микробных комплексов в экосистеме.

В настоящее время в литературе стали появляться работы, в которых обсуждается эта проблема (Chandrasekaran et al., 1998; Lemke, Leff, 1999; McArthur, Tuckfield, 2000), а также предлагается способ оценки степени антропогенного воздействия по проявлению бактериями устойчивости к антибиотикам, тяжелым металлам, а также ксенобиотикам. Негативное воздействие на водные экосистемы рассматривается в основном по распространению среди бактерий устойчивости к антимикробным препаратам. При этом множественная резистентность к антибиотикам является показателем наиболее негативного влияния деятельности человека на природные экосистемы (Briggs et al., 1999; Lemke, Leff, 1999; Mary et al., 2000;). Однако для оценки состояния экосистемы важно выявить естественные свойства автохтонных бактерий, по изменению которых можно будет судить о степени негативного воздействия. При этом необходимо отметить, что исследования свойств автохтонных бактерий, возникших вследствие влияния на них природных и антропогенных факторов должны отслеживаться во временной и пространственной динамике. Признаки, проявляющиеся у бактериальных культур вследствие влияния на нее антропогенных факторов можно использовать в экологическом мониторинге и, следовательно, такие признаки можно рекомендовать в качестве маркеров.

Только в результате систематических наблюдений за маркерными характеристиками бактерий, а также степенью их выраженности можно определить природу действующего фактора и характер его проявления в разных компонентах экосистемы.

Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

2. Выявить признаки, позволяющие дифференцировать представителей автохтонных и аллохтонных бактерий, выделяемых из оз. Шира.

4. Выявить маркеры негативного антропогенного воздействия на водную экосистему.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Способность к росту при низкой температуре, а также устойчивость к высоким (5 и 10%) концентрациям хлорида натрия являются маркерными признаками автохтонных бактерий оз. Шира.

3. В условиях повышения концентрации хлорида натрия в среде в бактериальных клетках увеличивается концентрация плазмидной ДНК размером 2,7 т.п.н. Бактерии, содержащие данную плазмиду, проявляют способность к росту в присутствии 20 % хлорида натрия.

Научная новизна работы:

Изучены биологические особенности и выявлены признаки, связанные с экологической специализацией автохтонных и аллохтонных бактерий, изолированных из оз. Шира. Показано, что представители автохтонных бактерий характеризуются способностью к росту при низкой (5°С) температуре, а также в присутствии высоких (10%) концентрациях хлорида натрия. У аллохтонных бактерий не выявлены признаки психро- и галотолерантности, они характеризуются повышенной антибиотикорезистентностью и обнаруживаются в участках водной экосистемы, испытывающих наиболее сильное антропогенное воздействие. Экспериментально обосновано, что тест на чувствительность к ампициллину и канамицину может быть использован при оценке негативного антропогенного воздействия на оз. Шира. Исследован плазмидный профиль выделенных бактерий и обнаружены плазмиды размером от 2,7 до 12,7 т.п.н. Впервые показано, что в условиях повышения концентрации хлорида натрия в среде в бактериальных клетках увеличивается концентрация плазмидной ДНК размером 2,7 т.п.н. Установлено, что бактерии, содержащие данную плазмиду, проявляют способность к росту в присутствии 20 % хлорида натрия.

Теоретическая и практическая значимость работы:

Полученные данные расширяют представление о биологии автохтонных и аллохтонных водных бактерий и могут быть использованы в мониторинге антропогенной нагрузки на природные экосистемы. Обоснована возможность использования выявленных маркерных признаков (психро- и галотолерантность, антибиотикочувствительность) для дифференциации автохтонных и аллохтонных бактерий.

Апробация работы и публикации. Основные результаты исследований доложены и обсуждены на Южно-Сибирской региональной научной конференции студентов и молодых ученых "Экология-Южной Сибири -I 2000 год", Абакан, 1997, 1998, 1999, 2000, 2001; Научно-практической конференции "Медико-биологические и экологические проблемы курортного комплекса "Озеро Шира", посвященной 100-летию организации курорта, республика Хакасия, 1997; VIII Международной конференции «Новые направления биотехнологии», Москва, 1998; Международной конференции «Проблемы загрязнения окружающей среды», Москва, 1998; I Международной конференции "Биоразнообразие и динамика экосистем Северной Евразии", Новосибирск, 2000; I Международном рабочем совещании "Биоразнообразие и динамика экосистем Северной Евразии: информационные технологии и моделирование", Новосибирск, 2001; V Международной конференции "Проблемы загрязнения окружающей среды", Волгоград-Пермь, 2001; VIII Международной конференции по соленым озерам, республика Хакасия, 2002; XII Международной конференции ^ молодых ученых «Биология внутренних вод: проблемы экологии и биоразнообразия», Москва, 2002; Межрегиональной конференции молодых ученых «Современные проблемы экологии, микробиологии и иммунологии», Пермь, 2002; Международном Байкальском микробиологическом симпозиуме «Микроорганизмы в экосистемах озер, рек, водохранилищ», Иркутск, 2003.

По теме диссертации опубликовано 24 печатных работы.

Заключение Диссертация по теме "Микробиология", Лобова, Татьяна Ивановна

ВЫВОДЫ

1. Установлено, что автохтонные и аллохтонные бактерии, выделенные из оз. Шира, являются представителями родов Acinetobacter, Alcaligenes, Bacillus, Corynebacterium, Enterobacter, Flavobacterium, Halococcus, Micrococcus и Pseudomonas. Среди автохтонных бактерий доминируют представители Acinetobacter, Flavobacterium, Halococcus, Micrococcus и Pseudomonas; среди аллохтонных бактерий - Alcaligenes, Bacillus, Corynebacterium, Enterobacter.

2. Показано, что автохтонные бактерии характеризуются способностью к росту при низкой (5°С) температуре, а также в присутствии в среде 5 или 10% хлорида натрия. При этом среднегалотолерантные (5% NaCI) бактерии обнаруживаются во всех исследуемых зонах оз. Шира, умеренно галотолерантные (10% NaCI) бактерии преобладают на глубине 10 и 20 м в центральной зоне оз. Шира.

3. Обнаружено, что аллохтонные бактерии, выделенные из оз. Шира, не растут при низкой (5°С) температуре, относятся к группе негалофильных бактерий и обнаруживаются в участках водной экосистемы, испытывающих наиболее сильное антропогенное воздействие.

5. Обосновано, что поступление аллохтонных негалофильных бактерий в оз. Шира с хозяйственно-бытовыми стоками курортных комплексов способствует повышению доли бактерий с выраженной антибиотикорезистентностью в исследуемой водной экосистеме. Данный показатель может служить маркером негативного антропогенного воздействия на оз. Шира. 6. При исследовании плазмидного профиля бактерий, выделенных из оз. Шира, обнаружены плазмиды размером от 2,7 до 12,7 т.п.н. При этом не выявлена взаимосвязь между присутствием плазмидных ДНК и антибиотикорезистентностью плазмидсодержащих бактерий.

7. Впервые показано, что при увеличении концентрации хлорида натрия в среде в бактериальных клетках возрастает концентрация плазмиды pSHl размером 2,7 т.п.н. Бактерии, содержащие плазмиду pSHl, проявляют способность к росту в присутствии 20% хлорида натрия.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Бактерии являются надежными индикаторами негативных изменений в водных экосистемах. Это обусловлено потенциальной способностью бактерий приобретать адаптивные признаки при воздействии на микрофлору факторов среды, и, следовательно, с помощью таких признаков, возможно, регистрировать негативные изменения в экосистеме, в том числе и изменения, возникающие в следствие воздействия человека. Следует отметить, что в настоящее время в литературе, в большинстве случаев, оценки антропогенного воздействия на экосистемы получают исходя из исследования свойств бактерий, выделенных непосредственно в местах антропогенных входов. При этом данных о том, как распространяется негативное воздействие антропогенного фактора на бактерии в участках экосистемы удаленных от антропогенных входов, практически не приводится. Это в свою очередь является важнейшим показателем степени антропогенной нагрузки на экосистему.

В данной работе проведены динамические исследования свойств бактерий, выделенных из различных зон оз. Шира (по годам и по сезонам). Показано, что изучение свойств, возникающих у бактерий вследствие влияния на них естественных факторов экосистемы, позволяет выявлять признаки автохтонных бактерий, а также исследовать влияние естественных факторов на аллохтонные бактерии.

Поскольку одним из доминирующих катионов воды оз. Шира является натрий, то было проведено исследование отношения бактериальных культур, изолированных из озера к различным концентрациях хлорида натрия. Показано, что бактерии оз. Шира представлены разными группами галотолераитности: негалофильными бактериями (выдерживающими в среде не более 3%NaCl), среднегалотолерантными бактериями (способных к росту в присутствии NaCl не более 5%), а также умеренно галотолерантными бактериями (выдерживающих до 10% NaCl). Исследовано горизонтальное и вертикальное распределение негалофильных и галотолерантных бактерий в озере по сезонам в период с 1997 по 2001 гг. Показано, что в летнее время (июнь, июль, август) негалофильные бактерии преобладают в курортной зоне экосистемы, а также в поверхностном слое эпилимниона в центральной ее зоне. Среднегалотолерантные бактерии распределены по всей акватории оз. Шира, но преобладают в центре озера на глубине 10 и 20 м. Умеренно галотолерантные бактерии, также в наибольшем количестве представлены в центральной зоне оз. Шира на глубине 10 и 20 м. Это связано с более высокими концентрациями хлорида натрия в центральной части озера Шира по сравнению с курортной частью экосистемы. В холодное время года (зима, весна) в курортной зоне озера доля негалофильных бактерий снижается, в этот период преобладают средне галотолерантные бактерии. Вместе с тем, и в центральной части озера, среди общего количества выделенных бактерий снижается доля негалофильных микроорганизмов.

Одна из возможных причин в соотношении негалофильных и галотолерантных бактерий в летний и зимне-весенний периоды, может быть связана с разной степенью антропогенной нагрузки, а именно с поступлением в летнее время в экосистему негалофильных аллохтонных бактерий. Поскольку на берегу озера Шира расположены курортные комплексы, стоки которых поступают непосредственно в экосистему, то вероятнее всего аллохтонные бактерии должны проявлять устойчивость к антибиотикам. Поскольку основное антропогенное воздействие оказывается со стороны курорта, то основное внимание было уделено исследованию динамики устойчивости к антибиотикам различающихся по группам галотолерантности бактерий, выделенных из курортной и центральной зон оз. Шира в разное время года. Показано, что в холодное время года (зима-весна) негалофильные бактерии в курортной зоне озера проявляют чувствительность к антибиотикам и не являются доминирующими. В летнее время наоборот, практически все выделенные из этой части экосистемы бактерии проявляют устойчивость к ампициллину и канамицину. При этом с возрастанием доли негалофильных бактерий устойчивых к антибиотикам в курортной зоне озера отмечено увеличение доли негалофильных бактерий, проявляющих данный признак и в центральной зоне экосистемы. Это явление обусловлено поступлением в озеро негалофильных аллохтонных бактерий с генетическими детерминантами устойчивости и к ампициллину и к канамицину, которые попадают с водными массами из курортной зоны озера и вносят существенный вклад в проявление выраженной антибиотикорезистентности бактериями, выделенными из центральной зоны оз. Шира. Другим доказательством этому являются данные сезонной динамики устойчивости к антибиотикам бактерий, выделенных из центральной зоны оз. Шира. Показано, что в зимне-весенний период устойчивость к ампициллину и канамицину для автохтонных бактерий не характерна и этот признак у бактерий, изолированных из озера проявляется только в летнее время (особенно в июле) когда активно функционирует курорт, и в озеро поступают аллохтонные бактерии. В этот период мы не исключаем возможности процесса передачи генов устойчивости к антибиотикам от аллохтонных бактерий автохтонным бактериями. Однако когда влияние антропогенного фактора в экосистеме снижается, наблюдается смена доминирования антибиотикорезистентных бактерий, бактериями чувствительными к антибиотикам, и автохтонные бактерии устойчивость к ампициллину и канамицину не проявляют.

Устойчивость только к ампициллину у бактерий в центральной зоне озера, мы полагаем, не связана с антропогенными факторами. Такое предположение возникло на основании того, что ампициллинрезистентность практически не была выявлена у бактерий, изолированных из курортной зоны оз. Шира. В центральной зоне, наоборот, на глубине 10 м, среди среднегалотолерантных и негалофильных бактерий в течение июля и августа отмечается возрастание доли бактерий устойчивых к ампициллину. На основании полученных результатов возникло предположение, что в центре озера присутствует некий фактор, приводящий к естественному отбору клеток устойчивых к ампициллину и их доминированию. Одним из возможных естественных факторов могут выступать сине-зеленые водоросли, доминирующие в центре оз. Шира. В подтверждение этому предположению может служить хорошая корреляция модельных и экспериментальных данных по динамике антибиотикорезистентности для среднегалотолерантных и негалофильных бактерий, выделенных из центральной зоны озера.

Сделаны попытки выявить возможные механизмы устойчивости к антибиотикам бактерий, выделенных из различных зон оз. Шира. Большинство плазмиднесущих клеток выделено из той зоны экосистемы, которая наиболее подвержена антропогенному воздействию (курортной зоны). При этом в клетках бактериальных изолятов, выделенных из курортной зоны оз. Шира содержалось от двух до четырех плазмид. Выявить возможную связь выделенных плазмид с устойчивостью к антибиотикам не удалось. Однако сам факт присутствия большого числа плазмидных ДНК в клетках бактерий, выделенных из зон озера, испытывающих антропогенное влияние, требует специальных исследований по выявлению возможной функциональной значимости .генов плазмид для выживания бактерий. Для плазмиды pSHl размером 2,7 т.п.н., обнаруженной в клетках четырех среднегалотолерантных бактерий, относящихся к родам Micrococcus и Pseudomonas, выделенных из центральной зоны оз. Шира показано, что при увеличении концентрации хлорида натрия в среде происходит и возрастание концентрации плазмидной ДНК, вследствие чего штаммы, содержащие такую плазмиду, проявляют способность к росту в присутствии хлорида натрия до 20%.

Механизмы, лежащие в основе изменения порога галотолерантности клеток, содержащих плазмиду pSHl, требуют дальнейшего исследования, результаты которого, возможно, будут способствовать пониманию галоадаптационных механизмов бактерий.

С целью исследования возможности закрепления аллохтонных бактерий в оз. Шира в случае передачи им плазмиды pSHl от автохтонных бактерий, были проведены эксперименты по совместной интродукции трансгенного штамма E.coli Z905/pPHL7 и Micrococcus sp. 9/pSHl, выделенного из озера Шира, в природную солевую среду (стерильная вода из оз. Шира). Показано, что в течение длительного периода (160 суток) штаммы сосуществуют. При этом в условиях солевой среды показана возможность горизонтальной миграции плазмидных генов. Выявленные трансформанты содержали в своих клетках два типа плазмидных ДНК: рекомбинантную плазмиду pPHL7 размером 12,7 т.п.н. и природную плазмиду pSHl размером 2,7 т.п.н. Трансформанты проявляли способность к росту в присутствии ампициллина (селективного фактора для рекомбинантной плазмиды) и хлорида натрия (селективного фактора для природной плазмиды).

Сосуществование трансгенного штамма с природным, а также возможность горизонтального переноса плазмидных генов представляет важность с точки зрения прогнозных оценок возможной судьбы аллохтонных микроорганизмов (на примере трансгенного штамма) при их поступлении в природные водные экосистемы.

Рассматривая вопрос, связанный с возможностью закрепления аллохтонных бактерий в естественных водоемах, представляется важной оценка свойств, которые могут получить аллохтонные бактерии от автохтонных бактерий в результате передачи плазмидных генов. В связи этим, требуются методы или методические приемы, позволяющие выявлять из окружающей среды бактерий - потенциальных носителей плазмидных ДНК (минуя процесс выделения плазмидных ДНК у большого числа бактериальных изолятов). Использование молекулярных методов позволяет выявлять из образцов окружающей среды бактерии с известными для исследователя нуклеотидными последовательностями, что, при изучении природных бактерий с неизвестной структурой плазмидных ДНК, естественно, не всегда представляется возможным.

Проведена апробация методического приема, основанного на репрессии хромосомных катаболитных генов, что в свою очередь дает преимущество в росте бактериям, несущих плазмидные ДНК, не содержащих в своем составе катаболитных оперонов. Показано, что присутствие глюкозы в среде культивирования с содержанием высоких концентраций хлорида натрия (5 и 10%) ингибирует рост бактериального штамма у которого галотолерантность кодируется генами хромосомы. У плазмидсодержащего галотолерантного штамма в тех же условиях, присутствие глюкозы не ингибирует рост. Если же в соленой среде в качестве источника углерода использовался глицерин, то ингибирования роста бесплазмидного штамма не происходило. Таким образом, добавление в среду культивирования разных источников углерода позволило нам получить достоверную разницу в лучшей способности плазмидсодержащего галотолерантного штамма к росту в соленой среде с содержанием глюкозы в отличие от бесплазмидного микроорганизма, который выживал только в присутствии глицерина. Данный методический прием имеет перспективу для дальнейшего развития по выявлению бактерий, содержащих плазмиды в состав которых не входят катаболитные опероны.

На основании проведенных исследований свойств бактерий, выделенных из оз. Шира можно отметить, что автохтонные бактерии проявляют способность к росту при низкой температуре, а также в присутствии высоких концентраций хлорида натрия. Такой признак бактерий озера как устойчивость к ампициллину м канамицину является маркером антропогенного воздействия. Использование этого признака бактерий позволяет проводить мониторинг антропогенного влияния на экосистему оз. Шира и может быть применен к решению аналогичных задач в других экосистемах.

В заключение считаю своим приятным долгом выразить благодарность и искреннюю признательность за постановку задач и помощь в проводимых исследованиях научному руководителю к.б.н. Поповой Л.Ю., научному консультанту д.б.н. Печуркину Н.С., а также д.б.н. Белявской В.А. и Кашперовой Т.А. за помощь в проведении анализов плазмидных ДНК бактерий, Саламатиной О.В. за помощь в идентификации выделенных бактерий, д.б.н. Загребельному С.Н., д.б.н. Сомовой JI.A., к.б.н. Могильной О.А., к.б.н. Бояндину А.Н., к.ф.-м.н. Бархатову Ю.В., Каргатовой Т.В., Крыловой Т.Ю., к.б.н. Ганусовой Е.Е. за многочисленные обсуждения результатов, Автор благодарит весь коллектив лаборатории управления биосинтезом гетеротрофов и лаборатории биофизики экосистем Института биофизики СО РАН за теплую атмосферу и поддержку в работе.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Лобова, Татьяна Ивановна, Пермь

1. Анисимова Л.А., Воронин A.M. Детерминируемая плазмидами грамотрицательных бактерий устойчивость к металлам//Молекулярная генетика, микробиология и вирусология. 1994. - N. 3.- С. 3-9.

2. Балашов С.В., Балашова Н.В, Воронин A.M. Плазмидный контроль деградации n-толуолсульфоновой кислоты штаммом Comamonas testosteroni BS1310//Микробиология. 1997. - Т.66. N. 1. - С. 65-69.

3. Башенин В.А. Курс частной эпидемиологии. Л.: Медгиз., 1955. С. 556.

4. Безбородое А. М. Биохимические основы микробиологического синтеза. М.: Легкая и пищевая промышленность. - 1984. С. 304.

5. Воронин A.M. Выделение и характеристика микроорганизмов -деструкторов полициклических ароматических углеводородов//Микробиология. 1997. - Т. 66. N. 2. - С. 269-272.

6. Вельков В.В. Новые представления о молекулярных механизмах эволюции: стресс повышает генетическое разнообразие//Молекулярная биология. 2002. - Т. 36. N. 2. - С. 1-9.

7. Ганин B.C., Хунданов Л.Е. О роли вибрионов Эль-Тор в эпидемиологии холеры//ЖМЭИ. 1967. - N. 11. - С. 37-93.

8. Головлев Е.Л. Другое состояние неспорулирующих бактерий//Микробиология. 1998. - Т. 67. N. 6. - С. 725-735.

9. Головченко Н.П., Чувильская Н.А., Акименко В.К. Регуляция биосинтеза целлюлолитических ферментов и начальных ферментов катаболизма глюкозы и целобиозы у Clostridiumthermocellum//Mmpo6uonorw. 1986. - Т. 55. Вып. 1. - С. 31-33.

10. Гольдман И.Л., Кадулин С.Г., Разин С.В. Трансгенные сельскохозяйственные животные: экспрессия чужеродныхгенов//Биотехнология. 1996. - N. 9. - С. 3-23.

11. Голышин П.Н., Гузев B.C. Роль минеральных солей и цАМР в утилизации почвенными микроорганизмами полимерных субстратов//Вестн. Моск. Ун-та. 1992. - Сер. 17. N. 2. - С. 56-62.

12. Горленко В.М., Дубинина Г.А., Кузнецов С.И. Экология водных микроорганизмов. М.: Наука. 1977. С. 287.

13. Гринбаум Ф.Т. Изменчивость патогенных микробов в зависимости от условий их обитания//Сб. Труды конференции по направленной изменчивости и селекции микроорганизмов. М.: Изд-во АН ССР, 1952. -С. 92-99.

14. Громов Б.В., Павленко Г.В. Экология бактерий. JL: Изд-во ЛГУ. -1989. С. 246.

15. Гузев B.C., Халимов Э.М., Волде М.И., Куличевская И.С. Регуляторное действие глюкозы на активность углеводородокисляющих микроорганизмов в почве//Микробиология. 1997. - Т. 66. N. 2. - С. 154-159.

16. Дегерменджи Н.Н., Зотина Т.А., Толомеев А.П. Структурно-функциональные компоненты планктонного сообщества экосистемы озера Шира (обзор и эксперименты)//Сибирский экологический журнал. 1996. -N. 5. - С. 439-452.

17. Егоров Н.С. Основы учения об антибиотиках /М.: "Высшая школа", 1979. С. 545.

18. Ермольева З.В. Холера. М.: Медгиз, 1942. С. 123.

19. Ильина Т.С. Структурная организация и механизмы перемещений генных кассет, кодирующих резистентность к антибиотикам и факторы вирулентности бактерий//Молекулярная генетика микробиология и вирусология. 2001. - N. 1. - С. 3-12.

20. Кашнер Д. Жизнь микробов в экстремальных условиях. М.: Мир, 1981. С. 365.

21. Киктенко B.C. Лептоспирозы человека. М.: Медгиз, 1954. С. 211. Кочетков В.В., Балакшина В.В., Мордухова Е.А., Воронин A.M. Плазмиды биодеградации нафталина в ризосферных бактериях рода PseudomonasllMmvpo5\\onoTviK. 1997. - Т. 66. N. 2. - С. 211-216.

22. Кондратьева JI.M., Гаретова JI.A., Имранова E.JL, Кириенко О.А., Чухлебова J1.M., Каретникова Е.А. Микроорганизмы в экосистемах Приамурья. Владивосток: Дальнаука, 2000. С. 198.

23. Кошелева И.А., Балашова Н.В., Измалкова Т.Ю., Филонов А.Е., Соколов C.JL, Слепенькин А.В., Воронин А. М. Деградация фенантрена мутантными штаммами-деструкторами нафталина//Микробиология. 2000. -Т. 69. N. 6. - С. 633-669.

24. Курлов М.Т. Курорт оз. Шира. Томск, ТГУ, 1927.

25. Кусковский B.C., Кривошеее А.С. Минеральные озера Сибири. Новосибирск: Наука, 1989. С. 200.

26. Лакин Г.Ф. Биометрия. Учебное пособие для университетов и педагогических институтов.- М.: «Высшая школа», 1973. С. 343.

27. Маниатис Т., Фрич Э., Сэмбрук Дж. Методы генетической инженерии. Молекулярное клонирование. М.: Мир, 1984. С. 479.

28. Матвеева Н.И., Воронина Н.А., Борзенков И.А., Плакунов В.К., Беляев С.С. Состав и количественное содержанием осмопротекторов в клетках нефтеокисляющих бактерий при разных условияхкультивирования/УМикробиология. 1997. - Т. 66. N. 1. - С. 32-37.

29. Методы общей бактериологии / Под ред. Герхардта Ф. и др. М.: Мир. 1983, Т. 1.С. 535.

30. Мирзоев Г.Г. Выживаемость и изменчивость дизентерийных бактерий Флекснера во внешней среде//ЖМЭИ. 1962. - N. 7. - С. 68-91.

31. Мойсеенко Н.Н. Устойчивые к антибиотикам клебсиеллы в прибрежной воде каспийского и Балтийского морей//Антибиотики и химиотерапия. 1990. - Т. 35. - С.24-26.

32. Никитин Ж.И., Слабова О.И., Питрюк И.А., Сорокин В.В., Оранская М.С. Отклик на температурные условия психроактивных олиготрофных бактерий с необычным составом клеточных липидов//Микробиология. 1998. -Т. 67. N. 1.-С. 65-72.

33. Оксиюк О. П., Жукинский В. Н., Брагинский Л. П., Линник П. Н., Кузьменко М. И., Клинус В. Г. Комплексная экологическая классификация качества поверхностных вод суши//Гидробиологический журнал. 1993. -Т. 29. N. 4. - С. 62-74.

34. Определитель бактерий Берги / Под ред. Хоулта Дж. и др. М.: Мир. 1997. С. 368.

35. Остроумов С.А. Критерии экологический опасности антропогенных воздействий на биоту: поиски системы//ДАН. 2000. - Т.371. N. 6. -С. 844-846.

36. Отчет о научно-исследовательской работе «экспертиза, мониторинг, прогноз качества воды и лечебных свойств уникального Сибирского озера Шира (сводный, промежуточный, этап 2000 года) ФЦП «Интеграция» per. Л» 73. С. 318.

37. Парначев В.П., Вишневецкий И.И. «О целевой программе по оздоровлению экологической обстановки природного комплекса озеро Шира»//В сб.: Медико-биологические и экологические проблемы курортного комплекса озера Шира. Томск, 1997. - С. 114-124.

38. Пименов Н.В., Русанов И.И., Карначук О.В., Рогозин Д.Ю., Брянцева И.А., Лунина О.Н., Юсупов С.К., Парначев В.П., Иванов М.В. Микробные процессы круговоротов углерода и серы в озере Шира (Хакасия)//Микробиология. 2003. - Т. 72. N. 2. - С. 221 -229.

39. Прозоров А.А. Дифференцировка клеток и ее регуляция при генетической трансформации у бактерий//Микробиология. 1997.- Т. 66. N. 1.-С. 5-13.

40. Проценко О.А., Сергеева Г.М. Некоторые экспериментальные данные о размножении холерных вибрионов в воде//Проблемы особо опасных инфекций. 1969.- N. 3. - С. 123-126.

41. Пунтус И.Ф., Филонов А.Е., Кошелева И.А., Гаязов P.P., Карпов А.В., Воронин A.M. Выделение и характеристика микроорганизмов-деструкторов полициклических ароматических углеводородов//Микробиология. 1997. -Т. 66. N. 2. - С. 269-272.

42. Сахаровский И.Г., Барышникова Л.М., Крюков Д.В., Козловский А.Г. Определение состава экзогенных органических кислот Rhodococcus minimus В293 по данным Н-ЯМР//Биотехнология. 1989. - Т. 5. - С. 82-87.

43. Сиренко Л.А., Козицкая В.Н. Биологически активные вещества водорослей и качество воды. Киев: Наукова думка. 1988.

44. Слабова О.И., Оранская М.С., Никитин Д.И. Развитие олиготрофов при низкой температуре//Микробиология. 1993. - Т. 62. N. 6. - С. 1072-1078.

45. Экологическая биотехнология: Пер. с англ. / Под ред. К.Ф. Форстера, Д.А., Дж. Вейза. Л.: Химия. 1990.

46. Суходолец В.В. Природа адаптивных и генетических изменений: приспособленность и экологический потенциал//Генетика. 1998. - Т. 34. N. 12.-С. 1589-1596.

47. Терских В.И. Лептоспирозы. М.: Изд-во АМН ССР. 1952. С. 56.

48. Трунова О.В. Биологические факторы самоочищения водоемов и сточных вод. Л.: Наука. 1979.

49. Чернина Г.П. О выживаемости Leptospira grippotyphosa в воде//ЖМЭИ. 1964. - N. 3. - С. 143-145.

50. Четина Е.В. Влияние некоторых физиологических и генетических факторов на процесс перехода энтеротоксигенных штамов Escherichia coli в некультивируемое состояние//Молекулярная генетика, микробиология и вирусология. 1997. - N. 1. - С. 8-13.

51. Шарыпова Л.А., Симаров Б.В. Перспективы конструирования и выпуска в окружающую среду генетически модифицированных штаммов клубеньковых бактерий//Генетика. 1994. - Т. 30. N. 11. - С. 1435-1457.

52. Швинка Ю.Э. Энергетическая эффективность метаболизма бактерий//Успехи микробиологии. 1992. - Т.25. - С. 211-237.

53. Bacterial genetics in natural environments//Eds. Fry J.D., Day M.J. L.: Chapman and Hall. 1990.

54. Backhaus Т., Grimme LH. The toxicity of antibiotic agents to the luminescent bacterium Vibrio fischerillChemosphere. 1999. - V. 38. N. 14. -P. 3291-301.

55. Bale M.J., Day M.J., Fry J.C. Novel method for studying plasmid transfer in undisturbed river epilithon//Appl. Environ. Microbiol. 1988. - V. 54. P. 2756-2758.

56. Barcina I., Arana I., Iriberri J., Egea L. Factors affecting the survival of Escherichia coli in a river//Hydrobiologia. 1986. - V. 141. - P. 249-253.

57. Barkay T, Schaefer J. Metal and radionuclide bioremediation: issues, considerations and potentiaIs//Curr. Opin. Microbiol. 2001. - V. 4. N. 3. — P.318-23.

58. Beaudeau P., Tousset N., Bruchan F., Lefevre A., Taylar H.D. In situ measurement and statistical modeling of Escherichia coli decay in small rivers//Water Res. 2001. - V. 35. N. 13. - P. 3168-3178.

59. Beil S., Timmis K.N., Pieper D.H. Genetic and biochemical analyses of the tec operon suggest a route for evolution of chlorobenzene degradation genes// J. Bacteriol. 1999.-V. 181. N. 1. - P. 341-346.

60. Ben-Israel O., Ben-Israel H., Ulitzur S. Identification of toxic chemicals by use of Escherichia coli carrying lux genes fused to stress promoters//Appl. Environ. Microbiol. 1998. - V. 64. N. 11. - P. 4346-4352.

61. Bogosian G., Morris P. J. L., O'Neil J. P. A mixed culture recovery method indicated that enteric bacteria do not enter the viable but nonculturable state//Appl. Environ. Microbiol. 1998. - V. 64. N. 5. - P. 1736-1742.

62. Briggs C., Fratamico. Molecular characterization of an antibiotic resistance gene cluster of Salmonella typhimurium DT104//Antimic. Agent Chemoterapy. -1999.- V. 43. N. 4. P. 846-849.

63. Brown F., Cuthberston W.F.J., Fogg G.E. Vitamin Bi2 activity of Chlorella vulgaris Beij and Anabena cylindrical Lemm//Nature. 1956.- V. 177. N. 4500.-P. 188.

64. Chandrasekaran S., Venkatesh В., Lalithakumari D. Transfer and expression a multiple antibiotic resistance plasmid in marine bacteria//Curr. Microbiol. 1998. - V.37.-P. 347-351.

65. Chao W.L., Feng R.L. Survival of genetically engineered Escherichia coli in natural soil and river water//J. Appl. Bacteriol. 1990. - V. 68. N. 4. -P. 319-325.

66. Chopra I., Roberts M. Tetracycline antibiotics: mode of action, applications,imolecular biology and epidemiology of bacterial resistance//Microbiol. Molec. Biol. Rev. 2001. - V. 659. N. 2. - P. 232-260.

67. Cooke M.D. The role of mutatirs in the emergence of antibiotic-resistant bacteria //Antimicrob. Agents Chemother. 1976. - V. 9. - P. 879-884.

68. Conan P., Turley C., Stutt E., Pujo-Pay M., Van Wambeke F. Relationship between phytoplankton efficiency and the proportion of bacterial production to primary production in the Mediterranean sea//Aquat. Microb. Ecol. 1999. -V. 17.-P. 131-144.

69. Dabizzi S., Ammannato S., Fani R. Expression of horizontally transferred gene clusters: activation by promoter-generating mutations//Res.Microbiol. 2001. - V. 152. N. 6.-P. 539-549.

70. Davison J. Genetic exchange between bacteria in the environment//Plasmid.-1999.-V. 42. N. 2.-P. 73-91.

71. De Witt N.D., Natalie D. Marker outgrow antibiotic resistance//Nat. Biotechnol. 2000. - V. 17. N. 9. - P. 840.

72. Doucette G.J. Interaction between bacteria and harmful algae: a review//Nat. Toxins. 1995. - V. 3. N. 2. - P. 65-74.

73. Doust JL, Schmidt M, Doust LL. Biological assessment of aquatic pollution: a review, with emphasis on plants as biomonitors//Biol. Rev. Phios. Soc. 1994. -V. 69. N. 2.-P. 147-86.

74. Droge M., Puhler A., Selbitschka W. Horizontal gene transfer among bacteria in terresterial and aquotic habitats as assessed by microcosms and field studies//Biol. Fertil. Soils. 1999. - V. 29. - P. 221-245.

75. Droop M.R. Cobalamin requirement in ChrysophyceaelГЫature. 1954. -V. 174.N. 4428.-P. 520-521.

76. Eisen J.A. Horizontal gene transfer among microbial genomes: new insights from complete genome analysis//Curr. Opin. Genet. Dev. 2000. - V. 10. N. 6. — P. 606-611.

77. Esteve-Nunez A., Caballero A., Ramos J.L. Biologocal degradation of 2,4,6-trinitrotoluene//Microb. Molec. Biol. Rev. -2001. V. 65. N. 3. - P. 335-352.

78. Fairey E.R., Ramsdell J.S. Reporter gene assays for algal-derived toxins//Nat. Toxins. 1999. - V. 7. N. 6. - P. 415-421.

79. Feler G., Narinx E., Arpigny J.L., Aittaleb M., Baise E., Genicot S., Gerdey C. Enzymes from psychrophilic organisms//FEMS Microbiol. Rev. 1996. - V. 18. -P. 189-202.

80. Fluit A.C., Schits F.J. Class 1 integrons, gene cassettes, mobility, end epidemiology//Eur. J. Clin. Microbiol. Infect. Dis. 1999. - V.18. N. 11. - P. 761770.

81. Froechner K., Backhaus Т., Grimme L.H. Bioassays with Vibrio fischeri for the assessment of delayed toxicity//Chemosphere. 2000. - V. 40. N. 8. — P. 821828.

82. Goldsmith M., Sarov-Blat L., Livneh Z. Plasmid-encoded MucB protein is a DNA polymerase (pol RI) specialized for lesion bypass in the presence of MucA', RecA, and SSB//Proc. Nat. Acad. Sci USA. 2000. - V. 97. N. 21. - P. 1122711231.

83. Gomes-Lus R. Evolution of bacterial resistance to antibiotic during the la?t three decades//Int. Microbiol. 1998. - V. 1. - P. 279-284.

84. Goni-Urriza M., Capdepuy M., Arpin С., Raymond N., Caumette P., Quentin C. Impact of a Urban effluent • on antibiotic resistance of riverine Enterobacteriaceae and Aeromonas spp.//App\. Environ. Microbiol. 2000. -V. 66. N. 1.-P. 125-132.

85. Gordon D.M. Rate of plasmid transfer among Escherichia coli strains isolated from natural populations//J. Gener. Microb. 1992. - V. 138. - P. 17-21.

86. Grabov W.O.K., Prozesky O.W. Drug resistance of coliform bacteria in hospital and city sewage//Antimicrob. Agents Chemother. 1973. - N. 3. - P. 175180.

87. Grass G., Grobe C., Nies D. Regulation of the cnr cobalt and nickel resistance determinant from Ralstonia sp. strain CH34//J. Bacteriology. 2000. — V. 182. N. 5. - P. 1390-1398.

88. Grossart Hans-Peter. Interactions between marine bacteria and diatoms {Cylindrotheca fusiformis, Nitzschia laevis, and Thalassiosira weissJJogii) incubated under various conditions in the lab//Aquat. Microb. Ecol. 1999. -V. 19.-P. 1-11.

89. Guardabassi L., Petersen A., Olsen J.E., Dalsgaard A. Antibiotic resistance in Acinetobacter spp. isolated from sewers from a hospital and a pharmaceutical plant//Appl. Environ. Microbiol. 1998. - V. 64. N. 9. - P. 3499-3502.

90. Guerrini F., Mazzotti A., Boni L., Pistocchi R. Bacterial-algal interactions in polysaccharide production//Aquat. Microb. Ecol. 1998. - V. 15. - P. 247-253.

91. Gurung T.B., Urabe J., Nakanishi M. Regulation of the relationship between phytcplankton Scenedesmus acutus and heterotrophic bacteria by the balance of light and nutrients//Aquat. Microb. Ecol. 1999. - V. 17. - P. 27-35.

92. Hayatsu M., Hirano M., Nagata T. Involvement of two plasmids in the degradation of Carbaryl by Arthrobacter sp. strain RC100//Appl. Enviton. Microbiol. 1999.-V. 65.N.3.-P. 1015-1019.

93. Heinmets F., Taylor W.W., Lehman J.J. The use of metabolites in the restoration of the viability of heat and chemical inactivated Escherichia colill J. Bacteriol. 1953. - V. 67. - P. 5-14.

94. Hernandez A., Mellado R.P., .Martinez J.L. Metal accumulation and vanadium-induced multidrug resistance by environmental isolates of Escherichia hermannii and Enterobacter cloacae//Appl. Environ. Mocrobiol. 1998. - V. 64. N. 11.-P. 4317-4320.

95. Ho M-W., Traavik Т., Olsvik Т., Tappeser В., Howard C.V., von Weizsacker C., McGavin G.C. Gene technology and gene ecology of infections disease//Microb. Ecol. Health and Disease. 1998. - V. 10. - P. 3-11.

96. Jacobs M.J., Tynkkynen S., Sibacov M. Highly bioluminescent Streptococcus thermophilius strain for the detection of dairy-relevant antibiotics in milk//Appl. Microbiol. Biothechnol. 1995. - V. 44. - P. 405-412.

97. Joux F., Lebaron P., Trousseller M. Succession of cellular states in a Salmonella typhimurium population during starvation in artifical seawater microcosms//FEMS Microbiol. Ecol. 1997. - V. 22. - P. 65-76.

98. Kamiyama Т., Itakura S., Nagasaki K. Changes in microbial loop components: effects of a harmful algal bloom formation and its decay//Aquat. Microb. Ecol. 2000. - V. 21. - P. 21-30.

99. Kaprelyants A.S., Gottschal J.C., Kell D.B. Dormancy in non-sporulating bacteria//FEMS Microbiol. Rev. 1993. - V. 140. - P. 271-286.

100. Kolling G.L., Matthews K.R. Examination of recovery in vitro and in vivo of nonculturable Escherichia coli 0157:H7//Appl. Environ. Microbiol. 2001. -V. 67. N. 9.-P. 3928-3933.

101. Kopylov A.I., Kosolapov D.B., Degermendzhy N.N., Zotina T.A., Romanenko A.V. Phytoplankton, bacterial production and protozoan bacterivory in stratified, brackish-water Lake Shira (Khakasia, Siberia)//Aquat. Ecol. 2002. -V. 36.-P. 205-217.

102. Kormas К. Ar., Kapiris К., Thessalou-Legaki M., Nicolaidou A. Quantitative relationships between phytoplankton, bacteria and protist in an Aegean semi-enclosed embayment (Maliakos Gulf, Greece)//Aquat. Microb. Ecol. 1998. -V. 15.-P. 255-264.

103. Kragelund L., Nibroe O. Culturability and expression of outer membrane proteins during carbon, nitrogen, or phosphorus starvation of Pseudomonas putida DF14//Appl. Environ. Microbiol. 1994. - V. 60. - P. 2944-2948.

104. Krstulovic N., Pucher-Petkovic Т., Solic M. The relation between bacterioplancton and phytoplankton production in the mid Adriatic Sea//Aqua+. Microb. Ecol. 1995. - V. 9. - P. 41-45.

105. Kruse H., Sorum H. Transfer of multiple drug resistance plasmids between bacteria of diverse origins in natural microenvironments//Appl. Environ. Microbiol. 1994.-V. 60. N. 11.-P. 4015-4021.

106. Majewski J., Cohan F.M. Adapt globally, act locally: the effect of selective sweeps on bacterial sequance diversity//Genetics. 1999. - V. 152. N. 4. - P. 14591474.

107. Mary P., Defives C., Hornez J.P. Occurrence and multiple antibiotic resistance profiles of non-fermentative gram-negative microflora in five brands of non-carbonated French bottled spring water//Microb. Ecol. 2000. - V. 39. N. 4. -P. 322-329.

108. Matic I., Taddei F., Radman M. Genetic barriers among bacteria//Trends Microbiol. 1996. - V. 4. N. 2. - P. 69-72.

109. Matic I., Taddei F., Radman M. No genetic barriers between Salmonella enterica serovar typhimurium and Escherichia coli in SOS-induced mismatch repair-deficient cells//J. Bacteriol. 2000a. - V. 182. N. 20. - P. 5922-5924.

110. Matic I., Taddei F., Radman M. Interspecies recombination and mismatch repair. Generation of mosaic genes and genomes//Methods Mol. Biol. 20006. — V. 152.-P. 149-157.

111. McArthur J.V., Tuckfield R.C. Spatial patterns in antibiotic resistance among stream bacteria: effects of industrial pollution//Appl. Environ. Microbiol. 2000. -V. 66. N. 9. - P. 3722-3726.

112. Miller J.H. Experiments in Molecular Genetics//Cold Spring Harbor lab., New York.: Gold Spring Harbor. 1972. P. 436.

113. Miller-Niklas С., Hernde G.J. Dynamics of bacterioplancton during a phytoplankton bloom in the high Artie waters of the Franz Joseph Land archipelago//Aquat. Microb. Ecol. 1996. - V. 11. - P. 111-118.

114. Moiseenko NN. Antibiotic-resistant enterobacteria in sewage and the water of surface reservoirs//Antibiot. Khimioter. 1994. - V. 39. N. 3. - P.64-68.

115. Moiseenko NN. Opportunistic bacteria in the seawater of recreational areas//Zh. Mikrobiol. Epidemiol. Immunobiol. 1994a. - N. 1. - P. 8-11.

116. Moiseenko NN. Antibiotic-resistant enterobacteria in sewage and the water of surface reservoirs//Antibiot. Khimioter. 19946. - V. 39. N. 2. - P. 64-68.

117. Morishita H. Genetic regulation on salt resistance in halophilic bacteria//In S.R. Caplan and M. Ginzburg (ed), Energetics and structure of halophilic microorganisms. Elsevier//North-Holland Biomedical Press, Amsterdam, The Netherlands. 1978. P.599-606.

118. Muella A., Arana I., Justo J.I., Seco C., Barcina I. Changes in DNA content and cellular death during a starvation-survival process of Escherichia coli in river water//Microb. Ecol. 1999. - V. 37. - P. 62-69.

119. Naik G.A., Bhat L.N., Chopade B.A., Lynch J.M. Transfer of broad-host-range antibiotic resistance plasmid in soil microcosms//Curr. Microbiol. 1994. — V. 28.-P. 209-215.

120. Nedwell D.B. Effect of low temperature on microbial growth: cowered affinity for substrates limits growth at low temperature//FEMS Microbiol. Ecol. -1999.-V. 30.-P. 101-111.

121. Netherwood Т., Gilbert H.J., Parker P.S., O'Donnell A.G. Probiotics shown to change bacterial community structure in the avian gastrointestinal tract//Appl. Environ. Microbiol. 1999. - V. 65. - P. 5134-5139.

122. Nield B.S., Holmes A.J., Gillings M.R., Recchia G.D., Mabbutt B.C., Nevalainen K.M., Stokes H.W. Recovery of new integron classes from environmental DNA//FEMS Microb. Lett. 2001. - V. 195. N. 1. - P. 59-65.

123. Nystrom T. The trials and tribulations of growth arrest//Trends Microbiol. -1995. V. 3. - P. 131-136.

124. Oliver J.D., Hite F., McDouglad D., Anbon N.L., Sipson L.M. Entry into and resuscitation from the viable but nonculturable state by Vibrio vulnificus in an estuarine environment//Appl. Environ. Microbiol. 1995. - V. 61. N. 7. - P. 26242630.

125. Oliver J.D. The viable but non-culturable state in the human pathogen Vibrio vulmificusHFEMS Microbiol. Lett. 1995. - V. 133. - P. 203-208.

126. O'Morchoe S.B. Oqunseitan O., Sayler G.S., Miller R.V. Conjugal transfer of R68.45 and FP5 between Pseudomonas aeruginosa trains in a freshwater environment//Appl. Environ. Microbiol. 1988. - V. 54. - P. 1923-1929.

127. Oren A. Diversity of halophilic microorganisms: environments, phylogeny, physiology and application//!. Ind. Microbiol. Biotechnol. 2002. - V. 28. N. 1. - ' P. 56-63.

128. Paget E., Simonet L.J., Monrozier P. Adsorption of DNA on clay minerals: protection against DNAse I and influence on gene transfer//FEMS Microbiol. Lett. 1992.-V. 97.-P. 31-40.

129. Patridge S.R., Brown H.J., Stokes H.W., Hall R.M. Transposons Tnl696 and »

130. Tn21 and their integrons In4 and In2 have independent origins//Antimicrob. Agents Cheother. 2000. - V. 45. N. 4. - P. 1263-1270.

131. Partridge S.R., Brown H.J., Stokes H.W., Hall R.M. Transpsons Tnl696 and Tn21 and their integrons In4 have independent origins//Antimicrob. Agents Chemother. 2001. - V. 45. N. 4. - P. 345-350.

132. Paul J.H. Microbial gene transfer an ecological perspective//J. Molec. Microbiol. Biotechnol. 1999. - V. 1. N. 1. - P. 45-50.

133. Ploy M.C., Lambert Т., Couty J.P., Denid F. Integrons: an antibiotic resistance gene capture and expression system//Clin. Chem. Lab. Med. 2000. -V. 38. N. 6.-P. 483-487.

134. Poirel L., Laurent F., Naas Т., Labia R., Boiron P., Nordmann P. Molecular and biochemical analysis of AST-1, a class a beta-Iactamase from Nocardia asteroids Sensu Stricto//Antimicrob. Agents Chemother. 2001. - V. 45. N. 3.- P. 878-882.

135. Radu S., Mutalib S.A., Rusul G., Hassan Z., Yeang L.K. Molekular characterization of Salmonella weltervreden isolated from poultry: evidence of conjugal transfer of plasmid and antibiotic resistance//Microbios. 2001. - V. 104. N. 407. - P. 39-47.

136. Randall L.P., Woodward M.J. Multiple antibiotic resistance (mar) locus in Salmonella enterica serovar typhimurium DT104//Appl Environ. Microbiol. -2001. V. 67. N. 3. - P. 1190-1197.

137. Rice L.B., Carias L.L. Transfer if Tn5385, a composite, multiresistance chromosomal element from Enterococcus faecalislli. Bacteriol. 1998. - V. 180. N.3.-P. 714-721.

138. Rice L.B. Tn916 family conjugative transposons and dissemination of antimicrobial resistance determinants//Antimicrob. Agent Cheother. 1998. -V.42.-P. 1871-1877.

139. Roszak D.B., Colwell. Survival strategies of bacteria in natural environment//Microbiol. Rev. 1987. - V. 51. - P. 367-379.

140. Ronchel MC, Ramos-Diaz MA,'Ramos JL. Retrotransfer of DNA in the rhizosphere//Environ. Microbiol. 2000. - V. 2. N. 3. - P. 319-23.

141. Rontani J-F., Bonin P.C., Volkman J.K. Biodegradation of free phytol by bacterial communities isolated from marine sediments under aerobic and denitrifying conditions//Appl. Environ. Microbiol. 1999. - V. 65. N. 12. -P. 5484-5492.

142. Rosenberg S.M. Evolving responsively: adaptive mutation//Nature Reviews. 2001.-V. 2.-P. 504-515.

143. Samecka-Cymerman A., Kempers A.J. Bioindication of heavy metals with aquatic macrophytes: the case of a stream polluted with power plant sewages in Poland//Toxicol. Environ. Health. 2001. - V. 62. N. 1. - P. 57-67.

144. Sayler G.S., Ripp S.A. Field applications of genetically engineered microorganisms for bioremediation processes//Curr. Opin. in Biotech. 2000. -V. П. - P.286-289.

145. Schwedt G., Reiter C., Uthemann R., Grabert E. Development of an automated bacterial luminescence test for biomonitoring of environmental contaminants//Fresenius J. Anal Chem. 1997. - V. 359. - P. 155-160.

146. Sedgwick S.G., Thomas S.M., Hughes V.M., Lodwick D., Strike P. Mutagenic DNA repair genes on plasmids from the 'pre-antibiotic era'//Mol. Gen. Genet. 1989. - V. 218. N. 2. - P. 323-329.

147. Serhara V.T.N., Abraham A., Hansen I.A. Accumulation of Co58 -vitamin B12 by Euglena gracilis!IL Protzooe. 1961. - V. 8. N. 2. - P. 211-216.

148. Signoretto C., Lleo M., Tafi M.C., Canepari P. Cell wall chemical composition of Enterococcus faecalis in the viable but nonculturable state//Appl. Environ. Microbiol. 2000. - V. 66. N. 5. - P. 1953-1959.

149. Simon M., Glockner F.O., Amann R. Different community structure and temperature optima of heterotrophic picoplancton in various regions of the Southern Ocean //Aquat. Microbial Ecol. 1999. - V. 18. - P. 275-284.

150. Simon M., Wunsch Chr. Temperature control of bacterioplanton growth in a temperate large lake//Aquat. Microbial Ecol. 1998. - V. 16. - P. 119-130.

151. Sondergaard M., borcn N.H., Riemann B. Dynamics of biodegradable DOC produced by freshwater plankton communities//Aquat. Microb. Ecol. 2000. -V. 23. - P. 73-83.

152. Shiba Т., Hill R.T., Straube W.L:, Colwell R.R. Decrease in culturability of Vibrio cholerae caused by glucose//Appl. Environ. Microbiol. 1995. - V.61. -P. 2583-2588.

153. Shetty R.S., Deo S.K., Shah P., Sun Y., Rosen B.P., Daunert S. Luminescence-based whole-cell-sensing systems for cadmium and lead using genetically engineered bacteria//Anal. Bioanal. Chem. 2003. - V. 376. N. 1. -P. 11-17.

154. Smit E., Wolters A., van Elsas L.D. Generic stability, conjugal transfer and expression of heterologous DNA inserted into different plasmids an the genome of Pseudomonas fluorescens in soil//Rev. Microbiol. 1995. - V. 26. - P. 169-179.

155. Stewart K.R., Koditchek L. Drug-resistance transfer in Escherichia coli in New York Blight sediment//Mar. Pollut. Bull. 1980. - V. 11. - P. 130-133.

156. Takeyama H., Burgess G., Hiroaki S., Sode K., Matsunaga T. Salinity-dependent copy number increase of marine cyanobacterial endogenous plasmid//FEMS Microbiol. Lett. 1991. - V. 90. - P. 95-98.

157. Tholozan J. L., Cappelier J. M., Tisser J. P., Delattre G., Federighi M. Physiological characterization of viable-but-nonculturable Campylobacter jejuni cells//Appl. Environ. Microbiol. 1999. - V. 65. N. 3. - P. 1110-1116.

158. Toop E., Zhu H., Nour S.M., Houot S., Lewis M., Cuppels D. Characterization of atrazine-degrading Pseudaminobacter sp. isolated from Canadian and French agricultural soils//Appl. Environ. Microbiol. 2000. - V. 66. N. 7. - P. 2773-2782.

159. Traavik Т., Olsvik Т., Tappeser В., Howard C.V., von Weizsacker C., McGavin G.C. Gene technology and gene ecology of infections disease//Microb. Ecol. Health and Disease. 1998. - V.l 0. - P. 3-11.

160. Tran J.H., Jacoby G.A. Mechanism of plasmid-mediated quiolone resistance//Prot. Natl. Acad. Sci. USA. 2002. - V. 16. N. 8. - P. 5638-5642.

161. Turner N.L., Horsburgh A., Paton G.L., Killhman K., Meharg A., Primrose S., Strachman N.J. A novel toxicity fingerprinting method for pollutant identification with /шг-marked biosensors//Environ. Toxicol Chem. 2001. - V. 20. N. 11.-P. 2456-2461.

162. Van Elsas J.D., Govaeret J.M., Van Veen J.A. Transfer of plasmid FT30 between Bacillus in soil as influenced by bacterial population dynamic and soil conditions//Soil. Biol. Biochem. -.1987. N. 5. P. 639-647.

163. Van Dolah F.M. Marine algal toxins: origins, health effects, and their increased occurrence//Environ. Health Perspect. 2000. V. 108. - P. 133-141.

164. Van Dolah F.M., Ramsdell J.S. Review and assessment of in vitro detection methods for algal toxins//J. AOAC Int. 2001. V. 84. N.5. - P. 1617-1625.

165. Velkov V.V. Environmental genetic engineering: Hope or hazard ?//Curr. Science. 1996. - V.70. - P.823-832.

166. Velkov V.V. How environmental factors regulate mutagenesis and gene transfer in microorganisms//J. Biosci. i 999. - V. 24. N. 4. - P.529-559.

167. Ventosa A., Nieto J., Oren A. Biology of moderately halophilic aerobic bacteria//Microbiol. Molec. Biol. Rew. 1998. - V. 602. N. 2. - P. 504-544.

168. Vreland R.H. Mechanism of halotolerance in microorganisms//Cret. Rev. Microbiol. 1987. - V. 14. - P. 311-356.

169. Vulic M., Donisio F., Taddei F., Radman M. Molecular keys to specification: DNA polymorphism and control of genetic exchange in enterobacteria//Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1997. - V. 94. - P. 8763-9787.

170. De Witt N.D., Natalie D. Marker outgrow antibiotic resistance//Nat. Biotechnol. V. 17. N. 9. - P. 840.

171. White DG, McDermott PF Biocides, drug resistance and microbial evolution//Curr. Opin. Microbiol. 2001. - V. 4. N. 3. - P. 313-317.

172. Wiggins B.A., Andrews R.W., Conway R.A., Corr C.L., Dobratz E.J., Dougherty D.P., Eppard J.R., Knupp S.R., Limjoco M.C., Mettenburg J.M.,

173. Rinehardt J.M., Sonsino J., Torrijos- R.L., Zimmerman M.E. Use antibiotic resistance analysis to identify nonpoint sources of fecal pollution//Appl. Environ. Microbiol. 1999. - V. 65. N. 8. - P. 3483-3486.

174. Wierman J., Liebaert C.A., Smith Т., Summers A.O. Association of mercury resistance with antibiotic resistance in the gram-negative fecal bacteria of primates//Appl. Environ. Microbiol. 1997. - V. 63. N. 11. - P. 4494-4503.

175. White D.G., McDermott P.F., Biocides, drug resistance and microbial evolution//Curr. Opin. Microbiol. 2001. - V. 4. N. 3. - P. 313-317.

176. Woegerbauer M., Jenni В., Thalhammer F., Graninger W., Burgmann H. Natural genetic transformation of clinical isolates of Escherichia coli in urine and water//Appl. Environ. Microbiol. 2002. - V. 68. N. 1. - P. 440-443.

177. Xu X., Zhang M., Liao P. Analysis of bacterial resistance to antibiotics in a burn ward//Zhonghua Shao Shang Za Zhi. 2001. - V. 2. - P. 83-87.

178. Yang Y., Yao J., Hu S., Qi Y. Effects of agricultural chemicals on DNA sequence diversity of soil microbial community: a study with RAPD marker//Microb. Ecol. 2000. - V. 39. N. 1. - P. 72-79.

179. Zhontang Yu., Stewart G.R., Mohn W.W. Apparent contradiction: psychrotolerant bacteria from hydrocarbon-contaminated Arctic tundra soils that degrade diterpoinds synthesized by trees//Appl. Environ. Microbiol. 2000. -V. 66. N. 12.-P. 5148-5154.

180. Zotina T.A., Tolomeev A.P., Degermendzhy N.N. Lake Shira, a Siberian salt lake: ecosystem structure and function. 1: Major physico-chemical and features/Ant. J. Salt Lake Res. 1999. - N. 8. - P. 211-232.

Информация о работе

Лобова, Татьяна Ивановна
кандидата биологических наук
Пермь, 2003
ВАК 03.00.07

Диссертация

Биологические особенности автохтонных и аллохтонных бактерий из озера Шира и маркеры антропогенного воздействия на водную экосистему - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы