Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Биологические особенности морских цитофагоподобных бактерий

ВАК РФ 03.00.07, Микробиология

Автореферат диссертации по теме "Биологические особенности морских цитофагоподобных бактерий"

НАЦЮНАЛЬНА АКАДЕМ1Я НАУК УКРАЙгШ ШСТИТУТ М1КР0БЮЛ0Г111В1РУС0Л0Г11 ш. Д.К.ЗАБОЛОТНОГО

на правах рукопису

елинськл

Нахал 1 я ОлексЙвна

БЮЛОГГЧШ ОСОБЛИВОСТ1 МОРСЬКИХ ЩТОФАГОПОДШНИХ БАКТЕРШ

03.00.07 - мiíфoбioлoriя

Автореферат дисертаци на здобутгя наукового ступеня кандидата бюлогганих наук

Кихв -1996

Дисертащею е рукопис.

Робота виконана на кафедр! ллкробюлогн i трусологп Одеського

державного ушверситету iM.I.I.Мечникова.

Науковий кер!впик: доктор бюлолчиих наук 1ваниця В.О.

Офвдйш опоненти: - доктор бголопчних наук, професор Гвоздяк П.1. доктор бюяопчних наук, професор Кшрианова O.A.

Провщна установа: - Ьютитут пдробюлогй HAH Украши

Захист вшбудеться "16" жовтня 1996 р. о 10-iii година на засщанш спегцашзовано1 вчено! ради Д 01.81.01 по захисту дисертацш на здобуття вченого ступени кандидата бюлопчннх наук при 1нституп м1кробюлоп! i Bipycofloril iм.Д.K.Зaбoлoтнoгo ЦАН Украши за адресою: 252143, Khüb - 143, вул.Заболотного, 154. 3 дисертащею можно ознайомитися у б1блютещ 1нституту мкробюлоп! i вирусологи ш.Д.К.Заболотаого HAH Украши.

Автореферат дисертацц розюлано "14"вересня 1996 р.

Вчешш секретар спешал1зовано1 вчено! ради кандидат бшлопчних наук

Л.МЛурип

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуалыисть проблсми. Ковзш бaктepií, ям не угворюють плодов! тша, шертають особливу увагу завдяки свош бюлопчлим властавостям та ивному метаболизму. Цитофагопод1бт (ЦПБ) вцшрають важливу роль у фод! та жито людини, з одного боку, як деструкгори високомолекулярних гродних та синтетичпих оргашчннх сполук, з другого як продуцента эмен'пв, бюлопчно-активних речовин та антибютшав. Бактерп шсГ групп жуть викликати захворюватм пдробюнпв 1 ссавшв, у тому числ) ) людини. оте ця група !дакрооргашзм1в, як I ратше, залишаеться недостатньо вивченою истематизованою. Не до кшця з'ясована роль ЦПБ в кругообгту речовин в ирод], 1х значения в екосистемах та взаемозв'язок з про- та еукарютними гашзмами, мстаболлчшш потенциал. Планошрт дослшкення морських взних бактерш в даний час не проводяться. Бшьшють штамш морських ЦПБ шьовано ще на початку 70-х роюв. Тому сьогодш виявлено значно менше дав, гаж реально ¡снуе у природа. Часто опис виду базуеться на одному шталн. зв'язку з ним вилучення 13 природних джерел нових шташв ЦПБ, з одного •ку, допоможе розширити знания бюлоги даноУ групи, а з шшого - внести теть в питания систематики.

Мета робот»!. Вивчити розподш, шьюсний та яисшш склад, бюлопчш юбливосп, таксонолпчний статус та значения в морських бюценозах .тыгомешкагочих хемоорганотрофЕтах цитофагопод!бгшх бактерш - метканшв ¡фотичного шару води ршшх. зон Свггового океану.

Задач! дослиженпя:

1. Визначепня ефективносп використання живильннх середовищ ршгого сладу для вилучення та илыасного об;п'ку ковзних бактерш у морському федовшць

2. Вивчення меж понгирення ЦПБ у морському середовищ.

3. Визначення чисельност1 ЦПБ у морськш «од! та грунтт р1зних paйoнiв 'вп-ового океану.

4. Вивчення закономерностей розподшу ЦПБ у швжчно-захтдшй части Чорного моря.

5. Вилучення чистих культур ковзних бактерш, вивчення к загальш фенотигачних (морфолопчних, культуральних, ф1?лолого-оюх].\пчних) генотишчних (визначення виисту Г+Ц пар у ДНК) характеристик.

6. Визначення р1вня резистентшси вольованих штамш 1ЩБ ; ксенобютимв (солей важких металш, синтетиганих оргашчних барвнию поверхнево-акгивних речовин, нсстишул'в) та антибютиюв. ■

7. Визначення таксоногтного положения шташв ковзних бактер! ¿зольованих з морського середовища.

На у копа новизна. Вперше встановлена наявшсть та визначе] чисельшсть ковзних бактерш у пор} вадкритих зон Свпового океану. Показа! поширення ковзних бактерш в устх клшатичних зонах - вщ трошчких \ субарктичних. Вертикальш меяа складають поверхневий 1 бшьш глибо евфотичш шари води та грунт афотичгного шару.

Вперше виявлеш законо.шрност розподиу, чисельшсть та значен! ковзних бактерш в гавшчно-захаднш частиш Чорного моря.

Показано, що цитофагопод1бш бактерй ввдграють вагому роль у розкла природних та синтетичиих оргашчних сполук в морських бioцeнoзax. Ро. ковзних бактерш гадсилюеться в холодш перюди року, в умовах, коли знач] зниження температури води стримуе розвиток шших гетеротрофних бактерш.

Показано, що морська вода е середовищем мешкання представши рЬних таксонолйчних груп ковзних бактерш. 3 морсько! води вперше вилуча бактерй' порядку ЬуяоЬайегаЬэ 1 1кда види родини Су1орЬа§асеае. Для морсью агаролггичних видов ковзних бактерш запропоновано формування нового ро, А§агор1^а в рамках родини С^орй^асеае.

Практична щнмсть роботн. 1зольоваш штамп морських ковзн бактерш увшшли до фонду Одесько! фиш нащонально! колекцц мткрооргашзм Украши. Запропоноваш методочш засоби та живилып середовища можу

жористовуватися для виявлення та визначення чисельлосп ковзних бактерш ри проведенш еколопчного мотторингу в рпних районах Сетевого океану, тримат результата використовутоть при читана курс:'в "Загалъно! ¡кробюлоги", "Бюлоги ктптини" спешадыюго курсу "Систематика бактерш"; вшшли до роздшу спецпрактикуму "Видшешм та ¿лентифкащя бактерш", що oзpoблeнi на кафедр! М1кробюлоги та вфусологп ОДУ.

Положения, як! захиташться.

- вшьномешкаюч! ковзш бактерй' широко розповсюджеш у водах 'штового океану, де складають значну частину бактерюплашетопу евфотичного тару;

- в морських бюценозах ковзш бактерй представлега широким спектром аксономлчних груп, М1ж котрими переважаклъ представники порядку ^у!орЬа§а1ез;

еколого-ф]зшлопчн1 особливосп, мстабол1чшга погенхцал, )езистентшсть до до широкого спектру токсичних речовин та деструктивна lктивнicть у вщношент високомолекулярних оргатчних сполук, забезпечують 1итофагопод1бним бактер1ям вагому роль в морських екосистемах.

Конкретна особиста участь автора в одержаних результатах. Робота зиконана автором особисто. Доб)'р, обробка проб у твшчно-захщпй частши Горного моря, доб1р живильних середовищ, визначення чисельностл, вилучення тистих культур, вивчення фенотишчних ознак, дентифжащя 1 виявлення гтйпасп ковзних бактерш до ксенобютигав виконат автором самостийно. Доб1р проб в рвних районах Свхтового океану, на прохання автора, проводився ггауковими сшвробптшками ОДУ та моряками Чоршшорського морського пароплавства. Визначення вмюту Г+Ц пар в ДНК проведено в 1нститул мкробюлоги АН Роси сушено з к.б.н. О.М.Лисенко.

Апробащя роботи. Основш результата по тедн дисертацн представлен! на з'гздах Всесоюзного та Украшського миеробюлопчного товариств ( м.Алма-Ата, 1985; м.Чсршвщ, 1989), на Всесоюзнш науковш конференци "Людрпга - океан"

(м.Махачкала, 1990), на республшансыай науково-практичшй конфереи (м.Одеса, 1990), иа конференциях молод их учених ОДУ (м.Одеса, 1985, 191 1989), на заеданиях Одеського вщдкення Украшського мшробюлопчмс товариства та заседаниях кафедри мпдюбюлоп'Г та вирусологи ОДУ.

Публикац». По тем! дисертаци опубликовано 12 друкованих робгг.

Структура та обсяг ripagi. Дисертацшна робота складаегься i3 встуг огляду лггератури, методично!' глави, 5 глав експерименталыю!' частин заключно* частини, висновгав, списку використансн лкератури, який склад; 161 робота, додагка. Викладена на 152 сторшках машинописного текст июстрована 21 таблицею та 19 малюнками.

ОБ'€КТИ ТА МЕТОДИ ДОСЛ1ДЖЕННЯ

Об'екгом дослщження були 69 шталцв ковзних бактерш, що ¡зольоваш швшчно-захвдгш частиш Чорного моря та р)зних районах Свхтового океану 1988-1994 pp. гад час експедицш науково-дослщних суден "Антарес", "Ушаков та в результат поодиноких добор1в проб морсько! води та грунту, а такоз колекцшш штами C.lytica ВКМВ-1433 та C.diflluens ВКМВ-1434.

Для вилучення та визначення чисельносп ковзних бактерш у вод1 тг грунп використовували 20 BapiajmB жшшлышх середовищ та '¿х модифгеацн Ус1 середовища готували на на!уральнш або штучнш морсыай вода (з доданням 2% морсько5 cojii виробнидтаа Сакського xiMwnoio заводу), рН середовищ 7,27,4. Вилучення цитофаг здшснювали без попереднього етаиу накопичувано! культури прямим вис1вом з вщповщного розведення дослшжуважл дроби води на поверхню пильного середовища. Посши культивували аеробно, при денному освггленш, при 20-22 С протягом 7-14 д!б.

Чисп культури ковзних Oaicrepiii вирощували на середовинц КМ-1 (Иваница, Елинская, 1988). Визначення фенотитчних ознак проводили загальноприйнятими методами, використовуючи щшьш та рщт живил ыл середовища (Levvin, Lounsbery, 1966), та за допомогою систем шдикаторних

перових (СПТ) пщприемства по виробництву бактер1йних препарата .Нижшй Новгород).

Електронну мпсроскошю зд!йснювали за допомогою микроскопу IEM-100, OL, Япощя.

1 ГуклсотидншЧ склад /ДНК визпачали за методом теплово!" денатураци [armur et al., 1962).

1деитиф1кацйо бактерш проводили за Визначником бактерщ Eepri (1989).

Резистентшсть до антибютпшв. iomn важких металш, синтетичних гашчних барвнишв, пестицидш визначали за методом стандартних сершних збавлень в пильному живильному середовгащ.

Статистичну та гpaфiчнy обробку отриманих даних виконали 'альноприйнятими методами досладженъ в формам Microsoft Excel, астертшй аналгз проводили за допомогою пакету програм "Biomatrix".

РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛ1ДЖЕНБ

1. Впдшешш ковзннх öaicrepiü з морського середовища. Живилып середовища.

Оцшку ефективносп використання вйомих з лтератури (Lewin, unsbery, 1969; Reichenbach, Dworkin, 1981; Reinchenbach, 1981) та фопоноваиих нами живильних середовшц ддя вилучення та oöniicy морсысих ззних бактерш здшенювали за такими крш^ями: 1) лепасть визначення та niicy колонш ковзних бактерш ; 2) здатшеть до швидкого поширения колонш понерхш середовища; 3) стимулящя утворепня тгменпв; 4) здатшеть до (тримки росту рпномантшх представниктв ковзних бактерш.

Спектр дocлiджeIIиx середовищ складае 20 найменувань. Джерелом "лецю та eneprii були триптон, пептон, казеш, знежирене молоко, глюкоза, <ористаш окремо, або в комбшацй. Концешращя живильних речовин у кному середовтш не тдвищувала 0,5%. Для затримки росту колонш iyiHoi' гетеротрофно! мкробюти до складу деяких середовищ були введет гибютики.

Дослщження показало, що для вилучення морських цитофаг доцшьним використання середовшца КМ-1, до складу якого входять пептон - 0,1°/ знежирене молоко - 1%, др1жджовий екстракт - 0,02%, морська ешь - 2%, агар 1,5%. На середовшш КМ-1 посилювалась штенсившсть забарвлення колош] значно зросгали IX роз\ири, що полегшувало IX облж. Термш культпвування г цьому середовииц скорочувався вщ 7-10 до 2-3 д1б.

Додання до складу середовища КМ-1 пoлiмiкcинy (40 мкг/мл) показав що на фош зниження в 2-6 раз^в, пopiвнянo з контрольним середовшдем б( антибютика. загально! илькосп бактерш, число виявлених ковзних бактер! в^ропдно не змднювалося \ становило у середньому 100-2000 КУО/мл. Вушом доля цитофаг зростала з 6-15% до 30-70% (табл. 1). Застосування селектгашо1 середовища збйьшило ефекгившеть виявлення ковзних бактерш дослшжуваних пробах з 55,5% до 83,3%.

Таблиця1

Чисел ыпегь гетеротрофних бактерш, иилучених з поверхневого шару во;»

Одесько! затоки »осени 1988 року, на середовшцах КМ-1 та КМ-1+Ро1

Станщя Загальна чисельшсть бактерш, КУО/мл Частка цитофаг, %

КМ-1 КМ-1+Ро1 КМ-1 КМ-1+Ро1

Лузашвка 15.1 ±1.9 3.3 ±0.5 6.0 33.3

Порт суцшьний рют 4.3 ±0.2 0 59.1

АвСТрШСЬКИЙ пляж суцшьний Р1СТ 3.9± 1.4 0 41.0

Ланжерон 30.5± 5.8 5.8±0.9 15.1 77.7

Мис М. Фонтан 2.4± 0.8 0.7± 0.08 2.5 12.8

Дача Ковалевського 5.7± 0.8 2.1± 0.4 0 1.9

Однак, застосування середовшца з псотмксином в кожному окремому шадку повинно бути обгрунтованим. Це ссредовище можна застосувати для-мучения цитофаг з райошв 13 значним бакгер1альним забруднепиям. При щучешп цитофаг з нових, не дослщжених джерел е доцшышм використання редовища КМ-1 без антибютхшв або одночасне застосування обох.

2. Пошнреиня 1 чисельшсть ЦНБ в морських водоймах.

Вивчення географн поширення ковзних гетеротрофних бактерш у иговому океаш, визначення IX чисельносп та стввдагошення щодо шших уп гетеротрофних мнсрооргашзм1в дозволило встановити, що частота ;явлення IX в ргашх районах неоднакова.

Цитофаги виявлеш у водт екватор!алыюго, троичного, субтрон1чного, барктичного райошв Свггового океану та зош пом!рного поясу. Виявлення гс ливалося шд 13,9% (шв.-зах. частина Тихого океану) до 100% (прибереж1Й да).

Вперше встановлена наявтсть та визначена чисельшсть цитофаг -¡пжанщв еуфотичного шару води вщкритих зон океану. Так, в екваторгальнш ласп 1ндшського океану чисельшсть цитофаг становила 0,9 - 1,5 КУО/мл, або ) - 11,8% вщ загально! илькосп гетеротрофних мкрооргашзлпв (табл.2). У псри'пй швшчно-захщнш частит Тихого океану число цитофаг було значно жтим 1 коливалося е1д одиниць до сотень КУО/мл. В загальному числ1 геротроф^в к доля була незначною - 0,6 - 2,2%. Невисоким е й виявлення тофаг в цьому регюш - з 36 проб, вщбраних з глибин 0 - 200 м на 15 шщях, цитофаги виявлеш тальки в п'яти, що становить 13,9%.

Чисельшсть цитофаг у прибережних водах доипджених райошв шовила 1,5 - 20,0 тис. КУО/мл, при цьому гх частка в загальнш юлькоеп геротроф^в складала до 35%.

Таблице 2

Чисельшсть цитофаг (тис. КУО/мл) в вод1 рЬних райотв Свтвого океану

Район дошдження Гетеротрофи Цитофаги Частка цитофаг, %

Японське море 12,3 ±2,5 3,4 ±0,9 28,3

Тихий океан 38,3 ±5,2 0,2 ±0,01 2,2

Швденно-Китайске море 130,0 ±24,5 19,8 ±3,4 15,2

Мапакська протока 75,8 ±11,3 20,1 ±5,1 26,5

1ндшскяй океан 18,0 ±5,4 0,9 ±0,3 5,0

Аравшске море 25,4 ±4,9 4,3 ±1,2 16,9

Червоне море 190,6 ±27,3 23,4 ±7,2 12,3

Суецька бухта 25,3 ±2,1 6,0 ±1,2 23,7

Середземне море 200,1 ±45,8 12,0 ±2,1 6,0

Егейське море 75,3 ±10,8 3,2 ±0,8 4,2

Протока Дарданели 10,0 ±1,3 3,5 ±1,0 35,0

Мармурове море 8,5 ±1,4 2,0 ±0,5 23,5

Протока Босфор 60,3 ±12,5 3,4 ±0,5 5,6

3 огляду на тривалкть транспортування проб ми не могли визначит) чисельшсть, але констатували наявшсть цитофаг у повсрхневих шарах вод] Балпйського, Бершгового, 1ошчного, Тирренського мopiв та Атлантичноп океану (поблизу м. Конакр1, Гвгаея).

В швшчно-захцщш частиш Чорного моря цитофаги звичайш мешкани водно! товщ1 та доних вдаладень. Максимальш значения (6-10 тис. КУО/мл чисельносп зареестроваш у вод1 Дунай-Дшстровського межир1ччя 1 Одеськс затоки, мшмальш (десятки та сотш КУО/мл) - характерш для прибережжя мис Тарханкут 1 Карюштсько! затоки. В грун-п чисельшсть ковзтх бактерш склада 2-50 тис. КУО/мл, що в 8-50 paзiв вшце, шж у морськш вода.

Зактомгриосл змши чисельного складу ковзних 6aKTcpiii у во;н Одесько! атоки мають сезошшй характер i обернено пропорцшно змшам чисельносп шпх гетеротрофних 6aicrcpifi. Вл1тку, з шдвищенням температури води та идсиленням рекреацшного навантаження, виявлене зростання чисслшосп етеротрофжл маробюти. В цей перюд число ковзних бактерш, що илучатоться було низьким i не шдвищувало 1,0 тис. КУО/мл, що становило 6% ¡щ загального числа бактерш. У холодний, осшньо-зимовий перюд року шсслыпсль ЦПБ гадвшцувалась до 6-10 тис. КУО/мл, ix частка у загатьному шсл1 гетеротрофних бактерий досягала 70-90%.

Показано, що чисслыпсть ЦПБ не залежить в!д змши таких пдролопчних сарактеристик, як температура, глибина, сольошстт. морськоУ води. Очевидно, шело ковзних бактерш в Одеськй затон! регулюеться концентращею живильних зечовин i 1пв1дк1стю розмноження iniuix про- та еукарютичних мпфооргатзшв.

3. Загальна харакгеристика ковзиих бактерш, вилученнх з морського :ередовища.

В 1986 - 1994 рр. з морсько'1 води та грунту р1зних райошв Сштового экеану волъовано 69 штамт ковзних бакгерш. Анагиз загалышх фенотигачних эзнак i BMicTy Г+Ц пар в ДНК показав, що вилучеш штами бактерш належать до порядив Myxococcales, Cytophagales та Lysobacterales. Для чотирьох грампозитивних иггам1в таксонолпчис положения не встановлено (табл. 3).

Бактерн порядку Myxococcales утворюють плодот тша, яга мають вигляд пагорбка, або складчастих структур. Утшпзують тшеахариди та бшки, меншою wiporo - вуглеводи та спирта.

Бактерп порядку Lysobacterales вилучеш' h поверхневого шару води Одеськта затоки. Представлен! полшорфними грамнегативними клггинами, шириною 0,4 мкм, довжиною 5-50 мкм. Мають дихальний тип метабол!зму. Глюкозу окислюють, а не ферментують. Не утшпзують imni вуглеводи та багатоатомш спирта. Гидрол1зують крохмаль, ximn. Мають високу протеолтгшу та бактерюлтпшу актившеть.

Таблица 3

Таксономичний склад морських ковзних бактерш

Порядок Число шталпв Характеристика

Мухососса1ез 7 Грамнегативш, здатш до ковзноп руау, що утворють плодов! тша бактерн з вдмстом Г+Ц пар в ДН1< 62-68 моль %.

Су1орЬа§а1ез 52 Грамнегативш, здапп або не здатш до ковзного руху, що не утворюють плодов! тша, бактерп з вмютом Г+Ц пар в ДНК 35-45 моль %. '

Ьу5оЬа1Лега1ез 6 Грамнегативш, що не утворюють плодов) тша, рухагаться за допомогою ковзання бактери, утворюють коричневий водорозчинний шгмепт

Не визначений 4 Грампозитивш, що не утворюють плодов1 тша, бактерп", утворюють шгмент флeкcipyбiнoвoгo типу. Вмшт Г+Ц пар в ДНК 39 моль %.

Вилучет 6 шта\пв л1зобактерш схож \(1ж собою за своши фенотишчними ознаками, безсумшвпо, вщносяться до одного виду 1 являються першими морськими представниками роду ЬуБоЬа^ег.

Систематичне положения 4-х грампозитивних штамЬ, ¡зольованих з грушлв Чорного та 1отчного моргв 1 водн протоки Дарданели, не встановдено. Ц) бактерп за культуральними ознаками схож! з ковзними бактерш.ми: на поверхш ицдьних середовищ утворюють поширеш, шод1 дуже слизисп, оранжев! колош, що змнноють юшр на червоний при обробщ 10 % розчином

ЭН. За морфолопею 1х клпини вшрппягаться bí;! ЦПБ кокко'щною формою i ¡pyxoMÍ в живих MÍKpocKonÍ4ifflx препаратах. Ц1 штами мають пизьку 3XÍMÍ4Hy актившсть у вщпошегпп до вуглсво/пв, долкахарцлв, бшкш. гворюготь каталазу. уреазу, лшазу. Таксоном1чне положения цих штахив шна установите тшьки теля визначення xmiuiioi структура тгменпв.

Бакгерн порядку Cytophagales подаш значним числом ншм'в, биышетъ котрих вилучеш з води Чорного моря. У данному порядку видшпоться 2 дини: Cytophagaceae та "Flavobacteriaceae". Флавобактерп не утворюють ширеш колони на щшьних середовищах. 1х клтиш нерухомт Вивчення нотишчних озиак, дозволило впшести ni штами до вщцв F.balustinum, nultivomm та до двох нещентафжованих вцщв роду Flavobactcríum.

Таким чином, показано що спектр ковзних бактерш, яга мешкають у вод! 1ТОВОГО океану, достатньо широкий i не обмежепий тшьки представниками цини Cytophagaceae.

4. Загальпа характеристика fíarcicpiií родгнш Cytophagaceae

4.1. Фенотитчш та генотишчт ознаки.

Досшдження фенотишчних ознак та нуклеотидного складу ДНК 32 3míb ковзних бактерш продемонструвало наявшеть у них ряду епшьних 1ставостей.

Для ycix культур характерш грампозитивш паличковидно!' форми гини, що не мають джгутиюв, рухаються завдяки ковзаншо. Довжина клтши адас 2-7 мкм, товщина клтга складае 0,3-0,5 мкм. У культур, вирощених в кому середовишд за умов aepaiiií, довжина клтш можс досягати 30-40 мкм.

У вилученш rpyni штам!в ЦПБ виявлено три типи iüiíthh, ята Э1зняються морфолопчно: 1) молод! юдтини довил шж стар!, яга рочуються, стають товщими, фрагментуються; 2) молод! юнтини вкорочеш, з ЗМ ВИДОВЖуЮТЬСЯ; 3) для треГЬОГО М0рф0Л0ПЧН0Г0 типу КЛШШ видим1 3míhh жини клгпга не виявлеш.

Ъольоват штамп утворюють колонн жовто-оранжевого кпльору з рахунок каротинощних пигмен-пв, або тгменпв типу флекарубш, виявлених 41 % штам1в (Табл.4).

Таблица 4

Бмлопчш властивосп бактерш родшш Cytophagaceae

Тест Частка шгам'ю, % Субстрат Частка штам^в

флекЫрубш 41* агар 59

NH3 69 пектин 81

индол 0 крохмаль 25

H2S 0 xíthh 6

N03" N02" 44 каррагшш 31

N02" - > газ 31 желатин 84

каталаза 88 казеш 19

оксидаза 78 фюрин 16

лшаза 38 коллаген 81

уреаза 53 тирозин 78

р-галактозидаза 63 SDS 19

• - частка шташв, позитивних за данною ознакою.

У buhouichhí до кисня ¡зольоваш штамп ЦПБ подгтяються н факультативно-анаеробт i аеробш з перевагою перших. Вцдаосяться д мезофипв з температурним оптимумом 20-22 С. Галотолерантш.

Хемоорганотрофи. Тип метаболизму або окисний, або бродильшш, аб окисний та бродильний водночас. Дели застосовують штрат як джерело eitepri Moho-, д1- та трисахарйди утшпзують краще, шж багатоатомт спирта. Н розкладають целлюлозу, але пдрол1зуть водорозчинну № карбоксиметилцеллюлозу. Пдрол1зують агар, агарозу, пектин, в меншом ступею - крохмаль, xíthh i каррапшн.

Вмшт Г+Ц пар в ДНК для 44 % шташв складае 37-39 моль %, для 2В % галив - 40-42 моль %.

4.2. Таксономигшш комеитарш

Для з'ясування piвня подобно«! або шдмшпостп М1ж дослщжуваними гамами було використано метод кластерного аналгзу. Встановлення ккурентних грун проведено на основ! пор1вшгння 65 фенотигачних ознак та нету Г+Ц пар в ДНК. Мйку кластерного анашзу також застосували для ясування под1бност1 доалджуваних шташв вашдним видам род1в Су^рИада, гхЛа^ег, МкгоБсШа (мал.1).

В результат! проведеного анализу дослщжуваш штамп ЦПБ були руповаш в 6 кластер1в А-К, вйповшних таксонам на piвнi роду, з котрих гами кластеру А рллрпня- ються вьт шта\пв ¡нших кластеров здатшетго до оладання агару. Кластер А розподшяеться на 6 субкластерт, серед яких гами субкластера АЗ щентифшоваш як представники виду Су1орЬа§а гтейаш, а штами субкластера А6 - як представники виду С.адагоуогапз.

Мал.1 Схема М1жкластернихзв'язюв. Щфрами вказано коефщент под1бнос-п, %. Як видно з представленого малюнка, ютами кластера А не належать до ду С>1орЬа§а 1 можуть складати самоепйний рщ. Пщтримуючи думку

Г.Рейхенбаха (Reichenbach, 1980, 1989), що морсыа агаролтгчш види мают бути винесеш за межд роду Cytophaga i складати самостшний р!д Agarophag; ми, на ociiobí вивчених фено- та генотишчних ознак, пропонуемо наступи описания роду Agaiophaga.

Род Agarophaga gen. iiov.

Грамнегативш, pyxntwi за допомогою ковзання палички довжиною 2-1 мкм, товщиною 0,3-0,5 мкм, ктщ заокруглем . Шд час вирошування н pidmx середовищах можуть утворюеати питевидш кл 'ипини довжиною 3( 40 мкм. Форми спокою не утворюють.

На щшьннх середовищах з низькгш (¡.шипом живильних речови колони поширюються швармом, утворюючи Kpameponoùiimi заглибленш Агар розм'якшуеться, але не розргджуеться. IIa средовшщ КМ-1 колон забарвлеш в жовтии або оранжевый Konip. Забарелення колош обумовлюютъ Kapomimoïdni шгмепти, або пимепти типу флешруб'и Утворення nmiemnie быыи ттенсивно (пдоувасться nid час культавуванн культур при денному oceinuiemii в аеробних умовах, шж пр термостатувант або в анаеробнихумовах культиеування.

Быьшкть - факультативы анаероби. Можуть використовуеат нипрат як ктцееий акцептор електрошв, в1дноелюючи його в nimpumu дал1 - до молекулярного азоту.

Хемоорганотрофи. Метаболам дихалышй i бродильний, або ттьн бродильный. Утворюють каталазу, оксидазу, хоча реакцш може йти уповшьненням. Деят штами можуть утворюеати лтазу, уреаз галактолдазу. Не утворюють тдол, И2S, ацетош, декарбоксилази л1зину п, орнитину.

Bei утилизують Na-трбоксщчетилцеллюлозу, агар, пектин. Пр г'юролЫ агару у бшыиост випадш вгдзначасться його розм'якшеиня, a ¡ розр1дження.

За аеробних умов можуть ymiuibyeamu арабтозу, ксилозу, лактоз сахарозу, меншою Mipow - фруктозу, галактозу, рамнозу, малыпозу, emano.

чозитол, маннтол, сорбипол. Деят штамп ¿¡дролпують крохмалъ, аррагтш.

Не розкладаютъ целлюлозу, хипин. 3 багатоатомних спиртю не икористовуютъ дульцитол, глщерол, метанол.

Утплизують желатин, коллаген. Не утилизуть фШрин г казет.

Розкладають тирозин з почоргиням середовища.

Температурный оптимум 20-22 "С, температурний дгапазон - 4-42 "С.

Галотолерантнк Оптимальна концентрацы ЛТаС1 1,5-2%. Максимальна -15-20%.

Середовище мешкання - морська вода.

Влист Г+Ц нар в ДНК37-42 моль %.

Штамп субкластер1в В,С, Б 1 Е також, можливо утворюють окремл роди в ¡ежах родини С}ТорЬа8ассае. Винятком е 2 штамп кластера К, яю, без сумшву галежать до порядку Су1ор1ода1е8, але не можугь бути представниками одшс! юдини.

Таким чином, проведеними дослшкеннями продемонстрована етерогеншсть бактерш роду Су1орЬа§а 1 шдтверджено думку про те, що його 1еж1 повинш бути переглянуп.

5. Резистентшсть цитофагоподюнпх бактерш до оргатчних оксиканпв.

Ревень резистентносп, як можливий зааб виживання, ковзних бактерш в «зрських водоймах, забруднених р'ттми х'впчними речовинами, практично не юшпджений. Визначена сшшсть ковзних бактерш, вилучених з морського :ередовища, до ¡огив важких метшив, синтетичних оргашчних барвнигав, 1естиш1Д1в та антибютичних речовин В ход1 дослшжень виявлеш мтмальш сонцентрацд полютанта, що шпбують рют ковзних бактерш (М1К) та здндентрацн, що iнгiбyють рют бшьшосп штам^в ЦПБ (мода МЖ). Показано, цо цитофагопод1бш бактерп, вилучет з морсько! вода!, стаю до до широкого

спектру антибютичних речовин. Так, 93,8% штампе стшю до ди поллпксину ; концентрацп 8000 мкг/мл; 75.05, 68,8% та 56,2% шташв - до ди, вщповщнс налщиксово! кислота, канамщину, та метидилшу у концентраций 2000 мкг/мл 65,6% - до дц мономщину у концентрацп 100 мкг/мл. Мода Mil

стрептомщину, амтцшину, хлорамфетколу, лшкомщину складала 250 мкг/мл бензилпенщшшу - 128 мкг/мл. Найменшими значениями харакгеризуютьс; МПС тетрацикшну та гентамщину (16 та 8 мкг/мл, вщповшно).

Вивчена спшасть цитофагоиод1бних бакгерш до шшв важких металпз Показано, що дослгджуваш штами виявляють високу резистентшсть до ionii свинцю, шкелю i кадмно, мЫмальна шпбуюча концентрагця яких складас 100С мкг/мл для 87,5%, 56,2% та 62,5% пгоишв, вццювщно. Дещо нижчою булг стшгасть ЦПБ до ди ¡ошв Со2+, Си 2+, мода МПС яких складала 250 мкг/мл Пор1вш1Ю низька стшгасть ковзних бактерий до впливу ioHiB зашза: для 84,31^ шталпв складала 62 мкг/мл. Найбшыпий шпбуючий ефект на клпини ковзни? бактерш виявили ioirn рту-ri, токсична д!я яких виявлялась уже в концентрацп i мкг/мл.

Пор1В1поючи отримаш результата з даними, про стшюсть до солей важких металав домшуючих грамнегативних бактерш, вилучених з р1знш акваторш Чорного моря (Иваниця, 1996), виявлено дсяга подабш тенденцп. Високий ртень резистентное™ (мода МПС 500-1000 мкг/мл) гетеротрофи бактерп виявляють до шкелю та свинцю, найбшып чутлив! до ди piyTi.

PieeHb резистентност1 ЦПБ до до пестицид!в дослщжено вперше. Показано, що ЦПБ дуже стшм до токсично! дй таких пестицида, як цимбуш, тилт, байлетон, дшпазон МПС яких складав 250-1000 мкг/мл, з модальним значениям 1000 мкг/мл. Найбшьше виражену токсичну дно на picT ковзних бактерий мав фунпцидний препарат хнгозол (мал. 2).

Цимбуш

Тнлт

М1К

мкг/мл О 62 □ 125

с

Хлорофос

^ Байлегон

Хшозол

7

И 250

□ 500 Ш1000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 % штам1в ; Мал. 2. Резистентность гатам(в ковзних бактерш до пестицидш.

Вилучеш штамп ЦПБ мають високу стпшсть до ди оргашчних барвшнав. ют 100% шталив ковзних бактерш зазначено при дп барвншав катюнового ервоного, кислотних голубого, зеленого, чорного та активиих жовтого та ервоно-коричневого в концентрацн 2500 мкг/мл. Нар1шп з резистентшстю до К азобарвнигав, дослщжувана група штaмiв мала високий деструктивний этенщал. Бшьше 70% штам1в розкладали барвники катюновий червоний, тоновий чорний, кислота - голубий, зелений, чорний та акгивний жовтий в шцентращях 30-300 мкг/мл.

Резюмуючи, можна зазначити, що високий метаболтчний иотенщ'ал, ;олого-ф1зтлопчш особливосп, ревень стшкостт морських цнтофагошщбних исгерш до оргашчних та пеоргашчних токсикант I деструктивний потенциал жазуе IX широи адаптацшш можливосп, свщчить про жеттездатшсть юлщжувано! групи бактерш за умов антропогенного забруднення та безпечуе м валет иву роль в самоочшцент водойм.

1. Вшьномешкаточ1 ковзш бактерп виявлеш у водах вс1х достджуваних а Светового океану, де IX чисельшсть складала 0,01-200 тис. КУО/мл, явления 13,9-100%, частка в загальшй кшькосгп гетеротрофних бактерш - 0,6-

висновки

35%. 3 еуфотичного шару води вщкритих зон Тихого та 1ндшского океан ковзш бактерн видалеш уперше.

2. У вод! швшчно-захщно* частини Чорного моря максималът значен! чисельносп ковзних бактерш (2-6 тис. КУО/мл) зареестроваш в райош Дула] Дшстр^вського межир1ччя та в Одесьий затощ, мшшальш (0,01-0,1 ти КОУ/мл) - характерш для Каркштсько! затоки 1 для району мису Тарханкут. грунт! вмют ковзних бакгерш складав 2-50 тис. КУО/мл, що у 8-50 рггав бшьш шж у морському середовшщ.

3. Коливашм чисельносп ковзних бакгерш в Одесьий затош маю: сезошгай характер з шдвшценням 1х вмюту х частей в загалыюму чис. гетеротрофних бактерш в осшньо-зимовий сезон року !з зниженням цг локазниктв в лшпй нерзод. Змши чисельнос- л ковзлих бактерш у дан акваторн не залежать вщ температури, глибини та сольоносп.

4. Видшення ковзних бактерш !з морського середовища доцшьно вести г щшьних живильних середовищах, що мгстять як джерела вуглецю та енер1 знежирене молоко у концентрацп 1%. Для вилучення ковзних бактерш з район ¡з значним бактер!альним забрудненням дошльним е використання середовии КМ-1 з поломленном (40 мкг/мл). що гальмуе ркт значного чис; гетеротрофних бактерш 1 пе впливае на чисельшсть цитофаг.

5. 3 морського середовища ¡зольовага представники р!зних таксоношчн* груп ковзних ( спорвднених до них бактерш, включаючи бактерп, що утворюкг плодов! тша порядку МухососсакБ, що не утворюють плодов! тша, бакгер порядив Су1орЬа§а1еБ \ ЬуБоЬааегакя. Бактери порядку 1л'5оЬас(ега1е5 морського середовища вилучеш вперше.

6. На основ! дослщжених фенотитчних ознак, вм!сту Г+Ц пар в ДНК результат! нумеричного аналву 32 штами ковзних бактерш ¡дентафковаш ! представники родини Су1ор1^асеае, серед котрих 19 штам!в визначаютъся 5 представники 13 нових вигов.

7. Вперше дано опис роду Agarophaga gen. nov., до якого входять рамнегативт, рухливг завдяки ковзаншо, як правило, факультативно-анаеробш, •алотолерлггтш бактерн, що угилпують агар та широкий спектр природних i :интетичних оргашчних сполук.

8. У морському середовшщ вперше виявлеш i описаш грампозитивш >актерп, яи утворгоють на поверхш щшьних живильних середовиш поширенш :олош1, мають позитивну реакцно на флекарубш i вшр1зняються вщ рамнегативних цитофаг морфолопею клтш.

9. Виявлеш еколого-ф1зюлопчга особливосп, метабол1чний потенщал, езистентшстъ до дц широкого спектру токсичних речовин та деструктивна KTHBHicTb у вцдаошенш високомолскулярних природних сполук; оргашчних олютаяпв свщчать про високу житгездаттсть та роль ковзних бактерш у горському середовицц.

СПИСОК

науковпх po6iT асистента кафедри мнсробшлогн та в1русологй' СлинськоТ Натали Олекспвнн

1. Ивагаша В.А., Елинская H.A. Численность и распределение скользящих актерий в воде и грунте Одесского залива //Микробиологический журнал, ?88. -Т.50, №6. - С.3-5.

2. Елинская H.A., Боклач Е.А. Биологические особенности ятофагоподобных бактерий северо-западной части Черного моря Микробиологический журнал, 1994. - Т.56, №1. - С.108-109.

3.1ваниця В.О., Слинська Н.О., Бугайцова Ж.А., Ворохова О.Л., Гомонюк В., Черединцева Т.А. Еколопя, бюлопчш властивосп, таксономш i колекщя теротрофних ковзних бактерш //Мкробюлопчний журнал, 1994. -Т.56, №1. -.114-115.

4. Иваница В.А., Юргелайтис Н.Г., Кушгафенко Е.К., Багаева О.С., шнская Н.А Проблемы бактериальной деструкции целшолозосодержащих сериалов /Пробл. биол. поврежд. матер. - Вильнюс, 1988. - С.99-105.

5. Елинская H.A. Характер распределения скользящих бактерий i Одесском заливе /Матер, научн. конф. молодых ученых ОГУ, 16-17 мая, 1985 г - Одесса, 1987. - С.165-172.

6. Кушниренко Е.К., Елинская H.A., Иваница В.А. Распространен№ скользящих бактерий в пресных водоемах Украины //Матер, научн. конф. мол ученых Одесского ун-та, Одесса, 22-23 сент., 1988 г. - Одесса, 1989. - €.191-195

7. Елинская H.A., Худченко Г.В., Иваница В.А. Биологические свойств Cytophaga lytica, выделенной из морской среды //Матер, научн. конф. мох ученых Одес. ун-та, Одесса, 22-23 сент., 1989. - Одесса, 1989. - С.171-175.

8. Иваница В.А., Юргелайтис Н.Г., Елинская H.A., Кошелева О.Е Проблемы выделения и идентификации бактерий группы цитофагг флавобактериум /Выделение, идентификация и хранение микромицетов других микроорганизмов. - Вильнюс, 1990. - С.61-62.

9. Иваница В.А., Елинская H.A., Кушниренко Е.К., Камара Яа Сею Джахуди Абдель Гхани. Микробиологические исследования балластных вод морских акваторий в районах Одесского побережья с различной антропогенно нагрузкой /Матер. Всес. научн. конф. "Человек-океан", 10-12 октября 1990 г. Махачкала, 1990, ч.1 - С.29-30.

10. Иваница В.А., Елинская H.A. Распространение скользящих бактерий Одесском заливе и реке Днестр и их характеристика //Матер. Y1I съезда Все микробиол. об-ва. Т.6. Экология, геохимическая деятельность микроорганизме и охрана окружающей среды. - Алма-Ата: Наука, 1985. - С.69.

11. Иваница В.А., Елинская H.A., Кушниренко Е.К. Распределен! цитофаго- подобных бактерий в воде и грунте курортной зоны Одесски залива /Матер, республ. научно-практической конференции "Пути уменьшен! антропогенного воздействия на природные курортные ресурсы", Одесса, 9-' октября, 1990 г. - Киев, 1990. - С.47-48.

12. Иваница В.А., Елинская Н.А., Худченко Г.В. Новые скользящие актерии, выделенные из морской среды /Матер. YII съезда Украинского икробиол. об-ва, Черновцы, сентябрь, 1989 г. - Киев-Черновцы, 1989. - С.9-10.

Елинская Н.А.

Биологические особенности морских цитофагоподобных бактерий.

В диссертационной работе представлены результаты изучения эколого-изиологических особенностей, метаболического потенциала и резистентности действию спектра токсических веществ 69 штаммов скользящих бактерий, .¡деленных из морской среды. Показано, что свободноживущие скользящие истерии широко распространены в водах Мирового океана, где составляют :ачитсльную часть бакгериопланктона эвфотического слоя. В морских юценозах скользящие бактерии представлены широким спектром ксономических групп, среди которых преобладают представители порядка /tophagales. Впервые предложено описание рода Agarophaga gen. nov.

Ключов! слова: морсьга екосистеми, ковзш бактери, фенотишчт ознаки, зень Г+Ц пар, таксоиом1Ч1гий склад, резистентшсть до токсикаггпв, структавна активность.

Elynskaya N.A.

Biological features of marine cytofaga - like bacteria.

Hie dissertation presents the results of the study of ecological-physiological itures, metabolic potential and resistance to toxicants of range of 69 strains of ding bacteria isolated from the marine substratum. It has been shown that free-living ding bacteria are widely spread in the water of the world ocean and they make the isiderable part of bacterioplancton of the evphotic layer. In marine biocenosis the iing bacteria are presented by the wide range of taxonomic groups. Among them the resentatives of the order Cytophagales prevail. For the first time the description of genus Agorophaga gen. nov. has been suggested.