Диссипотрофные бактерии ксилотрофного сообщества в пресноводных экосистемах

Зайчикова, Марина Викторовна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Диссипотрофные бактерии ксилотрофного сообщества в пресноводных экосистемах
ВАК РФ 03.02.03, Микробиология

Автореферат диссертации по теме "Диссипотрофные бактерии ксилотрофного сообщества в пресноводных экосистемах"

Зайчикова Марина Викторовна

ДИССИПОТРОФНЫЕ БАКТЕРИИ КСИЛОТРОФНОГО СООБЩЕСТВА В ПРЕСНОВОДНЫХ ЭКОСИСТЕМАХ

Специальность 03.02.03-микробиология

Научный руководитель: д. б. н. Л. В. Васильева

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва 2011

О ' ¿и 11

4841863

Работа выполнена в лаборатории реликтовых микробных сообществ Учреждения Российской академии наук института микробиологии нм. С.Н. Виноградского РАН

Научный руководитель: доктор биологических наук

Л.В. Васильева

Официальные оппоненты: доктор биологических наук

С.С. Беляев

кандидат биологических наук Т.Г. Добровольская

Ведущая организация: Центр экологии и продуктивности лесов РАН

Защита диссертации состоится «/<? » апреля 2011 г. в 14° на заседании диссертационного совета Д 002.224.01 в Институте микробиологии им. С.Н. Виноградского РАН по адресу 117312, г. Москва, Проспект 60-летия Октября, д. 7, к. 2.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института микробиологии им. С.Н. Виноградского РАН.

Автореферат разослан «/ С» марта 2011г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук

Т.В. Хижняк

Актуальность проблемы

Большая часть территории России находится в бореальной зоне, для которой характерна обильная лесная растительность и гумидный тип климата с преобладанием осадков над испарением. В таких условиях происходит формирование лесо-болотных экосистем, являющихся областью водосбора для большей части пресноводных водоемов этой зоны (реки, озера, болота), со специфической для каждого водоема омброфильной микробиотой [Заварзин, 2009]. Микрофлора озер, которые представляют собой конечные внутриконтинентальные водоемы стока, подробно изучена сотрудниками лаборатории Кузнецова [Горленко, Дубинина, 1977; Кузнецов, Дубинина, 1989]. Бактериальное разнообразие сфагновых болот, как важнейшего компонента гидрологической сети, интенсивно изучается многими исследователями [Добровольская, 2002; Заварзин, Дедыш, 2008].

В лесо-болотных экосистемах основным источником органического вещества является древесина. Масштабы процесса разложения древесного отпада на территории России составляют, по данным Замолодчикова, 254.87 Мт Сорг, что соответствует ежегодному приросту леса по балансу углерода [Кудеяров и др., 2007]. Формирование водной среды в лесо-болотных экосистемах происходит на основе ультрапресной дождевой воды. В условиях избыточного увлажнения за счет дождевого питания и разложения органического вещества, образующегося в процессе деструкции древесины, формируются кислые темноокрашенные дистрофные воды.

Деструкцию древесины, представляющей собой сложный лигно-целлюлозный комплекс, осуществляют различные группы древоразрушающих грибов (ксилотрофов), которые гидролизуют ее с образованием С02, а также различных органических соединений [Рипачек, 1967; Рабинович, 2001]. В водных экосистемах основными деструкторами древесины являются аскомицеты и несовершенные грибы, относящиеся к группам Deutermycota, Ascomycota и Oomycota [Терехова, 2007].

В настоящее время неизвестно, какие группы диссипотрофных бактерий характерны для ультрапресных кислых дистрофных вод лесо-болотных местообитаний на начальной стадии разложения древесины, при которой концентрация легкодоступных питательных веществ невысока. Г.А. Заварзиным была предложена схема трофических взаимоотношений микроорганизмов в процессе деградации древесины, нуждающаяся в проверке. С этой целью были созданы лабораторные модели (микролизиметры), позволяющие смоделировать в условиях промывного режима твердофазный гидролиз древесины ели ксилотрофным сообществом грибов на начальной кислой стадии разложения [Заварзин, Заварзина, 2009]. Цель работы

Изучение в лабораторной модели омброфильного микробного сообщества ультрапресной кислой дистрофной воды, формирующейся в процессе деструкции древесины ели ксилотрофными грибами, и выяснение роли бактерий в утилизации продуктов гидролиза. ,

В связи с этим были поставлены следующие задачи:

1. Выделение чистых культур омброфильных бактерий, характерных для ультрапресных кислых дистрофных вод.

2. Изучение морфо-физиологических особенностей и определение таксономического положения выделенных бактерий.

3. Определение экофизиологических характеристик бактерий промывных гумифицированных вод.

4. Выяснение функциональной роли выделенных микроорганизмов в трофической группировке омброфильных диссипотрофных бактерий дистрофных вод.

Научная новизна

Установлено существование диссипотрофной группировки бактерий, которая использует продукты гидролиза древесины ксилотрофным сообществом, и определена ее роль в формировании дистрофных вод.

Выделены и исследованы диссипотрофные бактерии ультрапресных кислых гумифицированных вод, выявлены их основные характеристики.

Подготовлено полное таксономическое описание трех новых видов ацидотолерантных омброфильных диссипотрофных бактерий в составе родов АпсуЬЬаМег, ХатИоЬаМег и Бт^ИзрИаега как представителей экофизиологической группировки омброфилов.

На основании экофизиологических особенностей микроорганизмов определено их положение в трофической системе ксилотрофного мико-бактериального сообщества. Научно-практическое значение

Создана коллекция омброфильных диссипотрофных бактерий, характерных для начальной стадии разложения древесины, включающая представителей класса А1рИарго1еоЬас1епа и планктомицетов.

Установлено, что выделенные из сообщества новые виды бактерий родов Апсу1оЬас1ег, ХапМоЬас1ег и $1п£и1Ьр}шега могут рассматриваться как потенциальные продуценты полисахаридов, перспективных для пищевой и медицинской биотехнологии. Выделен экзополисахарид, и проводится тестирование для определения возможности его практического применения в ветеринарии.

Установлена возможность использования ряда выделенных умеренно ацидофильных микроорганизмов в качестве индикаторных форм для определения первой стадии грибной сукцессии разложения древесины и формирования дистрофных вод.

Выявлен механизм деацидификации дистрофных вод: бактерии, используя метаболиты гидролитиков, способствуют переходу кислой стадии в нейтральную. Апробация работы

Материалы, вошедшие в работу, были представлены на следующих конференциях:

1. V Международная конференция «Вулканизм и биосфера и экологические проблемы» (Туапсе, октябрь 2009). «Диссипотрофные бактерии, развивающиеся в сообществе с грибами-ксилолитиками».

2. Всероссийская научная конференция с международным участием «Физиология и генетика микроорганизмов в природных и экспериментальных системах», посвященная 75-летию со дня рождения основателя кафедры физиологии

микроорганизмов профессора М.В.Гусева (Москва, май 2009); «Бактерии-диссипотрофы, развивающиеся в сообществе с грибами-ксилолитиками в ультрапресных условиях».

3. II международная конференция по природоведческой, промышленной и прикладной микробиологии «BioMicroWorld 2009» (Лиссабон, декабрь 2009); «Dissipotrophic bacteria, which develop in community with xylolytic fungi in the ultrafresh conditions».

4. V Молодежная школа-конференция с международным участием «Актуальные аспекты современной микробиологии» (Москва, ИНМИ РАН ноябрь 2009). «Диссипотрофные бактерии ксилотрофного сообщества в пресноводных экосистемах».

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 8 работ (из них статей - 4, тезисов на конференциях - 4). Структура диссертации

Диссертация состоит из разделов: Введение, Литературный обзор, Объекты и методы исследований, Результаты и обсуждение, Заключение, Выводы, Список литературы. Работа изложена на//й"страницах машинописного текста, включает '/^рисунков и таблиц; список литературы содержит/-^наименований, из них^на русском wtg на английском языке.

Место проведения работы и благодарности

Работа выполнена в лаборатории реликтовых микробных сообществ на базе УРАН института им. С.Н. Виноградского с 2007 по 2010 годы под руководством д.б.н. Л.В. Васильевой. Исследованные изоляты микроорганизмов выделены при участии д.б.н. Л.В. Васильевой. Определение филогенетического положения изолятов проводилось к.б.н. В.Н. Акимовым (Учреждение Российской академии наук Институт биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г.К. Скрябина РАН, г. Пущино).

Автор выражает благодарность д.б.н., академику РАН Г.А. Заварзину за постановку задачи и предоставление исходного материала, д.б.н. Л.В. Васильевой, к.б.н. Ю.Ю. Берестовской и к.б.н. Т.А. Панкратову за поддержку и советы на протяжении всего процесса работы.

Работа выполнена при финансировании в рамках программ Президиума РАН «Научные основы сохранения биоразнообразия России»; «Изменение окружающей среды и климата. Природные катастрофы» в направлении «Изменение природных вод под влиянием деятельности микроорганизмов»; «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» (госконтракт с Роснаукой № 02.740.11.0023).

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материалы и методы исследования Объект исследования

Объектом исследования было микробное сообщество дистрофных вод, сформированных в процессе деструкции древесины ели в лабораторных моделях

(микролизиметрах). Микролизиметры состояли из двух отделений. В верхней влажной камере находились куски древесины ели, а под пористой пластинкой -дистиллированная вода. Основание древесины было погружено в воду. Микролизиметры были закрыты крышками. В замкнутом пространстве микролизиметров, по мере осуществления твердофазной ферментации древесины ксилотрофными грибами, конденсационная влага стекала с древесины и захватывала продукты её гидролиза, что приводило к формированию под пористой пластинкой гумифицированной дистрофной воды.

Разложение древесины осуществляли грибы-ксилотрофы, среди которых были идентифицированы представители родов: Aspergillus ustus, Pénicillium decumbens, Pénicillium sp., Paecilomyces sp., Trichoderma harzianum, Cladosporium sp (определено к.б.н. Семеновой T. A., МГУ).

Микроорганизмы выделены на ультрапресной агаризованной среде, содержащей: 5 мл/л солей Хатнера в качестве минеральной основы [Cohen-Bazire, 1957], 10 мл/л культуральной жидкости грибов в качестве источника углерода и энергии и 0.05 г/л дрожжевого экстракта в качестве фактора роста. Для подавления роста грибов использовали нистатин в концентрации 500000 ед/л. Микроскопические исследования

Морфологию клеток изучали в световом микроскопе с фазовым контрастом ("Amplival", Германия), а также электронном микроскопе ("JEM-100C", Япония), используя негативно-окрашенные препараты клеток и ультратонкие срезы. Клетки контрастировали 1% раствором уранилацетата. Для получения ультратонких срезов клетки предварительно фиксировали глутаровым альдегидом с последующей дофиксацией осмиевой кислотой на какодилатном буфере. Образцы заливали в эпоксидные смолы. Ультратонкие срезы получали на ультратоме LKB и окрашивали цитратом свинца с докрашиванием 3% водным раствором уранилацетата. Определение экофизиологических характеристик

Спектр субстратов, используемых микроорганизмами, определяли на жидкой ультрапресной разбавленной среде, содержащей 1, 5 или 20 мл/л раствора солей Хатнера. Электропроводность среды при этом составляла от 150-200 до 930 мкС соответственно. В качестве субстратов исследовали: сахара - арабинозу, ксилозу, глюкозу, фруктозу, галактозу, маннозу, лактозу, мальтозу, сахарозу, раффинозу, ксилан; целлобиозу, рамнозу, трегалозу; спирты - арабит, глицерин, сорбит, маннит; соли органических кислот - формиат, ацетат, бутират, пропионат, пируват, фумарат, сукцинат, оксалат, оксалоацетат, цитрат, малат, бензоат; первичные спирты - метанол, этанол; аминокислоты: - метилаланин, глутамат, лейцин, цистеин, аспартат; метиламины.

Рост бактерий оценивали по изменению оптической плотности (ОП6оо) клеточной суспензии на спектрофотометре «UNICO 2100» и по интенсивности дыхания. Интенсивности дыхания определяли по изменению количества углекислого газа в экспериментальных флаконах с использованием инфракрасного С02-анализатора «INFRALIT-4» (GUNKALOR-DESAU), Германия.

Диапазон pH роста микроорганизмов исследовали в интервале значений 3.0-8.0. pH в пределах значений 3.0-4.8 получали, подкисляя основную среду 0.1 N раствором HCl до нужного pH, а значения 4.8-8.0 получали, добавляя 0.05 М растворы Na2HP04 и КН2Р04. pH измеряли на рН-метре-иономере «Эксперт 001» (Россия).

Температурные пределы роста изучали в интервале 2-42°С.

Зависимость роста выделенных бактерий от содержания NaCl в среде исследовали в пределах концентраций 0.2-30.0 г/л.

Электропроводность среды измеряли кондуктометром HI 8733(HANNA instrument Sri, Italy).

Способность к литоавтотрофному росту оценивали по изменению оптической плотности клеточной суспензии (ОП6(Ю) и потреблению водорода при культивировании клеток в жидкой среде с газовой фазой Н2: 02: С02 в соотношении (7:2: 1). Водород измеряли на газовом хроматографе «JIXM-80» с катарометром. Разделение проводили на колонке, заполненной молекулярным ситом 5А.

Нитрогеназную активность определяли ацетиленовым методом на полужидкой безазотистой среде NFb с малатом натрия (1 г/л) [Dobereiner, 1980].

Наличие гена ntfH в ДНК проводили с использованием двух праймерных систем, разработанных для гена nifH\ Fl/R6 и PolF/PolR[Mapycmia и др 2001; Poly et al., 2001].

Принадлежность пигмента штамма Z-0055 к группе каротинов или ксантофиллов определяли с помощью метода фазового разделения каротиноидов [Davis 1965].

Способность культур к росту на разных источниках азота проверяли с использованием неорганических солей: сульфата аммония, нитрата калия, нитрита, мочевины, а также аминокислот: фенилапанина, метионина, серина, тирозина, валина, лизина, аспартата, триптофана, глутамата.

Чувствительность микроорганизмов к антибиотикам: линкомицину, ампициллину, неомицину, гентамицину, стрептомицину (10 мкг), новобиоцину, хлорамфениколу, канамицину (30 мкг), устанавливали по размеру зоны отсутствия роста клеток вокруг тест-дисков с антибиотиками ("Oxoid") на агаризованной среде.

О наличии каталазной активности судили по образованию пузырьков кислорода при воздействии на клетки 3% раствором перекиси водорода; наличие оксидазы - по изменению цвета колонии при нанесении на нее реагента REF-55635, Merieux.

Состав жирных кислот (ЖК) в липидах бактерий определяли на хроматографе Microbial Identification System (Sherlok) фирмы "MIDI Inc." (Newark, США) в соответствии с методикой [Stead et al, 1992]. Идентификацию разделенных ЖК проводили на масс-спектрометре Agilent Technologies АТ-5971 SMART. Молекулярно-генетические исследования

Выделение и очистку ДНК, определение Г + Ц в составе ДНК проводили по стандартным методикам [Лысенко A.M. и др, 1988].

Для определения нуклеотидной последовательности гена 16S рРНК ДНК выделяли фенольным методом. Амплификацию гена 16S рРНК проводили с универсальными эубактериальными праймерами 27f и 1492г на приборе GeneAmp PCR System 2700 ("Applied Biosystems", США). Секвенирование амплифицированного фрагмента гена 16S

рРНК проводили на автоматическом секвенаторе CEQ2000 XL ("Beckman Coulter", США) в соответствии с инструкцией производителя. Для нахождения штаммов, близкородственных исследуемым, использовали банк генов национального центра биологической информации (NCBI - http://www.ncbi.nlm.nih.gov). Построение филогенетического дерева для каждого штамма производили с помощью пакета программ TREECON. Результаты исследований

1. Бактериальное разнообразие дистрофных вод микролизиметра

В процессе разрушения древесины ксилотрофным сообществом грибов формировались дистрофные кислые воды. Характеристика воды микролизиметра ко времени отбора проб (через 550 суток инкубации): цветность ОП45о - 0.144; рН - 4.3; электропроводность - 140 мкС (Рис. 1).

Увеличение электропроводности совпадало с появление неорганических солей: хлоридов, сульфатов и фосфатов в количестве (мг/л) 2.16; 1.2; 4.5 соответственно. Общее количество солей было на уровне единиц мг/л, что свидетельствовало об ультрапресности дистрофной воды. На этой стадии деструкции органические кислоты: ацетат, пропионат, бутират, изо-бутират; а также спирты: метанол, этанол, и бутанол не были обнаружены в водной фазе микролизиметра.

Прямое микроскопическое исследование образцов дистрофных вод из лабораторной модели позволило установить в них наличие микробного сообщества, состоящего из

Рис. 1. Изменение физико-химических условий в микролизиметре в процессе деструкции древесины ели ксилотрофным сообществом грибов и формирование кислых дистрофных вод.

1-ОП450;

2-рН;

3- электропроводность.

О 200 400 600 Сутки

Из этого сообщества в чистые культуры были выделены 10 различных штаммов. Для выделенных чистых культур была определена нуклеотидная последовательность гена 16S рРНК, и установлено, что штаммы принадлежат к 8-ми родам: роду Ancylobacter (штамм Z-0056), Xanthobacter (штамм Z-0055), Seliberia (штамм Z-0043), Methylobacterium (штаммы Z-0033 и Z-0046), Singulisphaera (штаммы Z-0071 и Z-0072), роду Spirosoma (штамм Z-0088), Hyphomicrobium (штамм Z-0045) и Pseudomonas (Z-0044). Из них штаммы Z-0055, Z-0056, Z-00711 и Z-0072, как показано ниже, представляют собой новые виды.

разнообразных по морфологии бактерий (Рис. 2). ОП450

0,18

Штамм Z-0078

г*

»4

'Xantliobacter xy/ophihis'T.-tiOSS

SinguHsphaera Hyphomicrobium Metliylobacteriinn

muálagettosa Z-0071T ¿ale Z-0045 í"sW/í<.'/ís<?Z-0046

' «i

o* «

Micrococcus luteus Z-0066

Methylobacteríum isbiliense Z-0033

Spirosonui sp. штамм Z-0088

'Ancylobacter abiegnus' Z-0056 i

. i f^ '

Pseudomonas sp. штамм Z-0044

Seliberia sp. штамм Z-0043

Labrys sp.

* »

Рис. 2. Разнообразие микроорганизмов дистрофной воды, сформированной на начальной стадии разложения древесины ели.

1.1. Характеристика новых видов бактерий, выделенных из исследуемого сообщества

Ancylobacter abiegnus sp. nov. штамм Z-0056

abiegnus. Gr. f abies - ель; M.L. mase, abiegnus - еловый.

На основании анализа reralóS pPHK штамм Z-0056 отнесен к роду Ancylobacter (Рис. 3). Род Ancylobacter, входит в семейство Xanthobacteriaceae, порядка Rhizobiales, класса Alphaproteobacteria и к настоящему моменту включает 5 узаконенных видов: А. aquaticus, A. rudongensis, A. polymorphus и A. vacuolatus и A. oerskovii.

Клетки штамма Z-0056 имеют кокковидную форму, неподвижные, плеоморфные, размером 0.65 - 0.9 мкм (Рис. 4а). Обладают фимбриями. Размножаются неравномерным делением. В процессе деления формируются палочковидные клетки длиной 1.35-1.50 мкм, которые распадаются на две неравные клетки. Спор не образуют. Газовые везикулы отсутствуют. Клеточная стенка грамотрицательного типа (Рис. 46).

Колонии круглые, до 4 мм в диаметре, выпуклые, слизистые, плотные с ровным краем, молочного цвета.

Микроорганизм является облигатным аэробом. В качестве источника углерода и энергии использует органические кислоты: ацетат, сукцинат, цитрат, малат, оксалат, глюконат, а также ксилозу и ксилан. Не использует Сгсоединения, моно- и дисахариды, аминокислоты, не растет хемолитоавтотрофно. Микроорганизм является олиготрофом. Концентрация субстрата в среде, при которой сохраняется типичная морфология клеток, не превышает 0.25 г/л. Нуждается в дрожжевом экстракте (0.05 г/л).

Штамм 2-0056 рос в пределах температур 15-25°С с оптимумом роста при 20°С. Организм является умеренно ацидофильным и растет в диапазоне рН 4.0-8.0 с оптимумом при рН 5.5. 0.02

85 65 94 92

100

83 Г

А. ооЬтогоЬт А. ааиайсш А^асиоШш "А. (ПсЫоготеЛатсит " А. гиАоп,гет1$ ~ "А. оха1айсиз"

_Апсу1оЬас(ег abiegnus ер. поу.

(штамм г-0056) -5.80. СЖЭ 1474

5. поуеИа ' 5. ¿отеем«

" Якос1сю1апе5 гохет

Рис. 3. Филогенетическое древо, показывающее

положение Апсу1оЬааег aыegnus ер. поу, штамм 7,0056 среди типовых штаммов родов ^гагкеуа и Апсу1оЬас1ег

Бактерия чувствительна к №С1: содержание №С1 в среде выше 1.0 г/л подавляло рост клеток. Типовой штамм устойчив к новобиоцину, хлорамфениколу, линкомицину и ампициллину, но чувствителен к стрептомицину, неомицину и гентомицину. Каталазо- и оксидазоположителен. Не способен к фиксации молекулярного азота.

Основные жирные кислоты (%): С18:1Ш7 (11-октадеценовая) - 72.5; С^с (циклопропан-нонадекановая) - 15.86; С16:0 (гексадекановая) - 7.91. Содержание Г + Ц в ДНК составляет 66.8 мол. %.

;

<т> л Рис. 4. Электронно-

микроскопическая фотография (а) и ультратонкий срез

(б) клетки Лпсу1оЬас1ег abiegnus ер. поу . ф - фимбрии; кс-клеточная стенка; цпм -

цитоплазматич. мембрана.

Фенотипические особенности А. аЫе§ггш эр. поу. 2-0056т: узкий температурный диапазон роста и более низкий температурный оптимум роста, чувствительность к содержанию КаС1 в среде, ацидотолерантность, неспособность к метилотрофному росту, наличие в составе жирных кислот 9-октадеценовой кислоты (С^ы?), показали его

значительное отличие от других видов рода Ancylobacter и близкородственного ему рода Starkeya (Таблица 1). Наибольший уровень сходства нуклеотидной последовательности гена, кодирующего 16S рРНК - 98.3%, штамм Z-0056 продемонстрировал с видом А. oerskovii, что позволило описать его в составе рода Ancylobacter, а наличие четких фенотипических отличий от A. oerskovii - в качестве нового вида этого рода с присвоением видового названия - A. abiegnus sp. nov. Z-0056T. Типовой штамм Z-00567 (ВКМ В- 2563).

Xanthobacter xylophilus sp.nov. штамм Z-0055

xy.lo phi.lus. Gr. n. xylon wood; Gr. n. philos friend; M.L. masc. xylophilus friend of wood.

Семейство Xanthobacteraceae относится к порядку Rhizobiales класса Alphaproteobacteria. Род Xanthobacter объединяет в своем составе виды X. autotrophics, X. flavus, X. agilis, X. tagetidis, X. aminooxidans и X viscosus. Штамм Z-0055 имеет примерно одинаковые уровни сходства по 16S рРНК со всеми видами рода Xanthobacter - от 96.0 % до 97.0 %. Все виды в составе рода имеют между собой уровни сходства по 16S рРНК выше 96.0 %, а пары видов X. flavus и X. aminoxidans, а также X autotrophics и X. viscosus - выше 99 %. Т. о., штамм Z-0055 обособлен от других видов рода Xanthobacter и, возможно представляет собой новый вид в составе рода Xanthobacter (Рис. 5).

0.02

100

1100

X. flavus X. aminoxidans " X. aeilis

— Xanthobacter xylophilus sp.nov (штамм Z-0055)

X. taeetidis

— X. viscosus

—X. autotrophicus (X94201)

Рис. 5. Филогенетическое положение штамма Z-0055 в составе рода Xanthobacter.

' Rhodoplanes roseus

Клетки штамма Z-0055 имеют овальную форму, размером 0.4 х 0.7 мкм (Рис. 6а). Размножаются неравномерным делением. Перед делением формируется подковообразная клетка размером 0.4-0.7x0.8-1.2 мкм, распадающаяся на две овальные. Клетки не образуют капсулы, неподвижны. Клеточная стенка грамотрицательного типа (Рис. 66).

Бактерия образует мелкие колонии диаметром до 2-х мм, округлой формы, с ровным краем, выпуклые, слизистые, плотные, оранжевого цвета за счет наличия пигмента-каротина.

Таблица 1. Дифференцирующие признаки для штамма Х-0056т и представителей рода Апсу1оЬас!ег и Згагкеу

Штамм г-0056 т A.oerskovii NS05T А. aguaticus DSM 101т А. polymorphus DSM 2457т A.vacuolatus DSM 1277т A.rudongensi AS 1.1761х SMoreensis KCTC 12212х Л novella DSM 506т

Форма клеток Кокки Палочки Палочки Палочки Палочки Палочки Палочки Палочки

Размер клеток, мкм 0.65-0.9 0.5-0.6 х 0.91.7 0.3-1 х 1-3 0.8-1.0 0.8-1.0 0.6-0.8 0.4-0.8 х 1.2-2.0 0.4-0.8 хО.8-2.0

Диапазон рН роста рН опт 4.8-8.0 5.5 Н/о 7 6.8-7 н/о 4.5-11.0 7.0 5.5-11.0 7.0 5.5-10.0 6.8-7.0 6.5-8.5 7.0-8.0 5.7-9.0 7.0

Диапазон Т° С роста Т°опт 15-25 20 40 30 5-43 22-37 Выше 4 и ниже 50 28-30 4-37 28-30 4-45 28-30 4-40 28-30 10-37 25-30

Содержание Г + Ц, мол. % 66.8 68 66.3-67.7 65.5 65.5 68.2 69 67.3-68.4

Нитрогеназная активность - - - + + + - -

МаС1 в среде, % 0-0.1 0-4.0 Н/о 0-3.0 0-2.5 0-5.0 0-3.0

Автотрофный рост - - + - - - + +

Рост на С1 соединениях - + + + + + + +

Галактоза - + Н/о + Н/о + Н/о Н/о

Фукоза - + - + - - Н/о Н/о

Арабиноза - + - - + + Н/о Н/о

Манноза - + - - - - - 11/0

Глюкоза - + + + + + + +

Мальтоза - 11/0 - + Wo + - -

Глицерин - + - + + Н/о Н/о Н/о

Сорбит - + - + + + Н/о Н/о

Ацетат + II/o Н/о Н/о Н/о Н/о Н/о Н/о

Ксилоза + -/+ + + + Н/о н/о

Штамм Z-0055 является облигатным аэробом. Для роста необходим дрожжевой экстракт (0,05 г/л). В качестве источника углерода и энергии использует сукцинат, цитрат, оксалат, глюконат; из углеводов только ксилан и ксилозу. Не использует в качестве источников углерода и энергии moho-, ди-, полисахариды, сахароспирты, аминокислоты. Оптимальная концентрация субстрата в среде 0.025% (Рис. 7). Не растёт литоавтотрофно. Не способен к фиксации молекулярного азота.

Рис. 6. Электронно-микроскопическая фотография (а) и ультратонкий срез (б) клеток ХашИоЬааег .\yIophilus эр.поу (штамм г-0055). КС - клеточная стенка; ЦПМ -цитоплазматическая мембрана; Н- нуклеоид.

Растет в присутствии линкомицина, новобиоцина, ампициллина, хлорамфеникола, неомицина, гентомицина. Канамицин и стрептомицин подавляют рост.

Область роста рН 4.8 - 6.8 с оптимумом при рН 5.5. Мезофил с оптимумом роста при Т 20°С и температурным интервалом роста 10 - 28°С. Клетки выдерживают содержание №С1 в среде не выше 1.5 г/л. Каталазо- и оксидазоположителен. Содержание Г + Ц в ДНК для штамма Z-0055 составляет 63.6 мол.%.

Рис. 7.

Интенсивность дыхания клеток ХапАоЬаМег ху1оркНи$ эр.поу. штамм г-0055 при росте на различных концентрациях сукцината

♦ Контроль ■ 0,014 o А 0.0251o X 0.50°/о

500 Время, чае

У штамма Z-0055 обнаружены существенные отличия от других видов рода Хап1И.оЪаМег по фенотипическим признакам, что позволяет описать его в качестве нового вида в составе рода ХапЖоЬаМег - X. ху1орЫ1ш ер. поу. Типовой штамм 7-0055т (= ВКМ В-2535).

Экофизиологические особенности штамма Z-0055: преимущественное использование органических кислот-продуктов жизнедеятельности ксилотрофных грибов, низкие концентрации используемых субстратов, ацидотолерантность, чувствительность к низким концентрациям NaCl в среде, позволяют считать его представителем группы диссипотрофов, развивающихся в кислых дистрофных водах и относящихся к трофической мико-бактериальной группировке.

Singulisphaera mucilagenosa sp. nov. штаммы Z-0071T и Z-0072.

Mu.ci.la.ge.'ge.no.sa - L. n. fem. mucilage слизь, genosa L. fern. adj. порождающая, mucilagenosa- N.L. fem. adj. производящая слизь.

Семейство Planctomycetaceae, входит в порядок Planctomycetales и в настоящее время содержит 9 родов: Planctomyces, Pirellula, Gemmata, Isosphaeara, Schlesneria, Singulisphaera, Zavarzinella, Rhodopirellula, Blastopirellula. Планктомицеты имеют ряд существенных цитологических отличий от других представителей домена Bacteria: отсутствие пептидогликана в клеточной стенке, наличие гликопротеина; цитоплазма разграничена на компартменты, окруженные мембраной [Ward et al., 2006].

Клетки штаммов Z-0071T и Z-0072 грамотрицательные, кокковидной формы, неподвижные, одиночные или в парах, размером 0.95-1.8 мкм (Рис. 8а). Обладают фимбриями, покрыты слизью (Рис. 86). На поверхности клетки присутствуют кратеровидные структуры. Размножаются почкованием.

Колонии круглые, до 4 мм в диаметре, выпуклые, с ровным краем, слизистые, непрозрачные, гладкие, молочно-палевого цвета. Консистенция густая.

Микроорганизм является облигатным аэробом. Способен к росту в микроаэрофильных условиях. В качестве источника углерода и энергии использует N-ацетилглюкозамин, лактат и углеводы: арабинозу, фруктозу, глюкозу, маннозу, мальтозу, сахарозу, лактозу, ксилозу, трегалозу. Не способен к росту на органических кислотах: ацетате, сукцинате, цитрате, малате, оксалате, глюконате. Не использует Срсоединения, не растёт хемолитоавтотрофно. Способен к гидролизу полисахаридов ксилана и целлюлозы (только штамм Z-0071T), но не пектина и декстрина. Нуждается в дрожжевом экстракте в качестве фактора роста (0.1 г/л). Штаммы не росли на безазотистой среде. В качестве источника азота бактерии использовали сульфат аммония, лейцин, глутамат, тирозин, треонин, серин, аланин, дрожжевой экстракт, пептон, N-ацетилглюкозамин. Нитрат, нитрит, мочевину, триптофан, монометиламин, триметиламин не использовали.

Оба штамма каталазо- и оксидазоположительны. Типовой штамм устойчив к новобиоцину, но чувствителен к канамицину, стрептомицину, неомицину, хлорамфениколу, линкомицину, гентомицину, ампициллину. Чувствительность к ампициллину необычна для планктомицетов, поскольку антибиотики пенициллинового ряда являются ингибиторами синтеза пептидогликановой клеточной стенки, которой планктомицеты не имеют, что объясняет их устойчивость к данному антибиотику.

Область pH роста 4.0-7.5 с оптимумом при pH 6.0-6.5. Мезофил с оптимумом роста при 25-28°С и температурным интервалом роста 4—30°С. Клетки выдерживают содержание NaCl в среде не выше 5 г/л.

П-парифоплазма; Н - нуклеоид; СК- слизистая капсула; К - кратеровидные структуры. Маркер - 0.5 мкм.

Рис. 8. Электронно микроскопическая фотография (а) и ультратонкие срезы (б) КС - клеточная стенка; ВЦМ -внутренняя цитоплазматиче екая мембрана;

эр.

ПОУ

Рис. 9.

Филогенетическое древо,

показывающее положение Лл^н/йр/штг тисИа^епоьа ер. поу штамм Ъ-0071тсреди типовых и референтных штаммов, а также некоторых других представителей семейства Planctomycetaceae.

92 1Л0_

1(Ю_

ЗшциИвркаега тисШщепона

-$Ыяи1ЬрНаега ас'кИркИа

— "КоШапйа Ит1со1а'" III

— 1$очркаега раШЛа (АЛ31195)

-С

-с

Сетта(а-Пке ,Г\УЗ-850 ОеттаШ оЬзсипеЬЬия Сетта1а-Ике JW10-Зfl Хт'аплпеИа /игтоха Ююйор1геИи1а ЬаШса

В1а^ор1ге11и1а таппа Р '1ге11и1а ¡Ш/ер Р!апаотусе.% таг к (А.1231184) Р/апсЮтусея ЬгапШсп$1$ Р/апсгот 1с:х'5 ИтпоркИиь

-ЗсЫеяпепа ра!шИсо1а

-"Ркускркаега пикгепьк"

"СапсИАаШъ Киспеша вШИйагйишэ" "СапЛиШю ВгосаФа апаттохк1ап8" "СашИЛШт 8саПп(1иа \vagneri" СапйМмт 8саГтс1иа Ьго(1ае" СЫогоЫит Шп1со1а

Основные жирные кислоты (%): С1б:0, С|8:1т9, С|8:2 Шбс,12с- Основной хинон - менахинон МК-6. Содержание Г + Ц в ДНК составляет 51.2 мол. %.

Штаммы 2-0071 и 2-0072 имеют идентичные нуклеотидные последовательности гена 163 рРНК и имеют по данному гену 94.3% сходства с типовым штаммом ближайшего вида ЪтвиИзркаега аасИркПа МОВЮт. По совокупности фенотипических и филогенетических признаков штаммы 2-0071 и 2-0072 описаны в качестве нового вида рода 8т^иИ8рЬаега - З^иШркаега тисИа^епоьа эр. поу. с типовым штаммом 2-0071 (ВКМ В-2626) (Рис 9). Типовой штамм 2-0071Т (= ВКМ В-2626).

Несмотря на то, что новые организмы были выделены из ультрапресных условий, оба штамма продемонстрировали толерантность к содержанию минеральных солей в среде в

широком диапазоне электропроводности 145-1760 мкС, а также способность к использованию как низких, так и высоких концентраций субстрата, что свидетельствует об их высокой адаптационной способности к разным условиям среды.

1.2. Другие представители бактериального сообщества дистрофных вод. Seliberia sp. штамм Z-0043.

Из дистрофных вод микролизиметра был выделен штамм Z-0043, клетки которого по своей морфологии сходны с клетками олиготрофного обитателя пресных вод Seliberia stellata. Бактерия имеет характерный спиралевидный рельеф поверхности, клетки представляют собой грамотрицательные тонкие палочки размером 0.35-0.4 х 0.5-1.45 мкм. Штамм Z-0043 формирует розетки как обязательный этап жизненного цикла (Рис. 106,в,г).

Микроорганизм размножается ассиметричным поперечным делением с образованием мелких клеток. Клетки не образуют капсулы, подвижны, имеют один субполярно расположенный жгутик (Рис. 10а). Адгезивный материал образуется на полюсе, противоположном жгутику (Рис. 106). Цикл развития и морфология штамма Z-0043 аналогичны морфологии и циклу развития Seliberia stellata.

Клетки формировали мелкие, 2-4 мм в диаметре, круглые колонии с ровным краем, выпуклые, слизистые, плотные, молочно-белого цвета.

Штамм Z-0043 является облигатным аэробом. Для роста необходим дрожжевой экстракт (0.05 г/л). В качестве источника углерода и энергии использует сукцинат, малат, ацетат пропионат, оксалат, формиат, из углеводов ксилан, ксилозу, арабинозу, лактозу, мальтозу, маннозу. Не использует другие moho-, ди- и полисахариды, сахароспирты, аминокислоты, азотистые соединения. Не растёт литоавтотрофно. Не способен к фиксации азота.

Штамм является ацидотолерантным с оптимумом роста при рН 5.5- 6.5 и пределами рН роста 4.3 - 7.0. Мезофил, с оптимумом роста при Т 25°С и температурным интервалом роста 19 - 33°С. Клетки выдерживают содержание NaCl в среде не выше 10 г/л. Каталазо- и оксидазоположителен. Содержание Г+Ц в ДНК для штамма Z-0043 составляет 61.2 мол.%.(Таблица 2).

Анализ 16S рРНК продемонстрировал 99.9% сходства нуклеотидной последовательности гена с типовым штаммом CDC В91-0072861 вида Afipia broomea. Afipia broomea, условно патогенный микроорганизм, выделенный из слизистых оболочек человека, имеет существенные фенотипические отличия от штамма Z-0043 [Brenner et al., 1991]. Морфологически штамм CDC В91-0072861 представляет собой палочки, не

образующие розеток. Оптимум температурного рота 28-30°С, способен к росту при 37°С. В отличии от штамма Z-0043 не используют ацетат, лактозу, мальтозу (Таблица 2). Не является олиготрофом, оптимальный рН 6.8.

Таблица 2. Дифференцирующие признаки для представителей рода А/1р1а и ЗеИЬепа

Признак Afipia broomeae Штамм г- 0043 ЗеНЬепа Ме/Ша

Источник Человеческая слюна, Пресноводные Пресноводные

выделения лимфа. местообитания местообитания и почва

Морфология палочки Спиралевидные Спиралевидные

клеток палочки палочки

Образование Не образуют Формирует розетки Формирует розетки как

розеток как обязательный этап жизненного цикла обязательный этап жизненного цикла

Топт* 28-30°С 20-25°С 20-25°С

рН опт 6,8 5.5-6.5 н/д

Рост при 37°С + - -

Олиготрофия - + +

Г+Ц, мол.% 61.5 61.2 63-66

Субстраты

ксилоза + +

лактоза - + +

ацетат - + +

мальтоза - + +

Spirosoma 8р. штамм Х-0088

В соответствии с данными анализа последовательности гена 16 Б рРНК, штамм 2-0088 наиболее близок к Бр1го$ота е^сактШх. Род $р1г(жота входит в состав семейства Су1ор1^асеае, порядка 8рЫп§оЬас1епа1еБ, класса ЗрЫгщоЬааепа. Сходство составляет 97.8% (Рис. 11).

Ж як

ч^? 0.5 мкм

Рис. 12. Электронная микрофотография (а, б) и ультратонкое строение (в) клеток Spirosoma sp. штамм Z-0088.

Обнаруженный уровень сходства последовательностей исследуемого штамма с видами S. navajo, S. linguale и S. escalantus, свидетельствует о том, что штамм Z-0088, возможно, является новым видом в составе рода Spirosoma,

Клетки штамма Z-0088 грамотрицательные, подковообразной формы, неподвижные, одиночные или в парах (Рис. 12). Могут образовывать спирально закрученные нити. Обладают слизистой капсулой. Размножаются делением. Клетки образуют непрозрачные ярко-желтые колонии 4-5 мм в диаметре, слизистые, вязкой консистенции. Колонии имеют округлую форму, ровный край, плоский профиль.

0,02

— ИрШонш напуо Н1Ж66бт (АУ279977) НрШоша ¡тдиак ШС 108961 (АМ000023)

Рис. 11.

Филогенетическое древо, показывающее положение штамма г-0088 среди представителей рода 8р1г охота.

Штамм г-0088

ЬрШотаехса1анш ИИЖ201Т (АУ279980) ■ Яр/гамта-Ике $р. РС5.1А(Х89911)

100 98

100 *>5

100

— .Чрттшпр. П_Оаиге_А_2_12 (Г..Т2 67587:

— ипечкигеа ]);1С(еГ1(1Ш с1опе ЕСР8-417 (ЕР515919>

-Яртхота при \УРСВ118Т (ЕР507900)

ЯрШота Шеит вРМ-10т (ЕЕ451726)

— Нртяота щкЬа^ат 8РМ-9Т (ЕГ45172 5)

— ЗрйопотаранаеНеггае ОяоН 15191 (ЕЮ70956)

Штамм использует узкий спектр органических субстратов для роста: ксилан, инулин, ксилозу, сахарозу, М-ацетилглюкозамин. Микроорганизм не способен к росту на органических кислотах: ацетате, сукцинате, цитрате, малате, оксалате, глюконате. Не использует С1-соединения, не растёт хемолитоавтотрофно. Оптимальная концентрация субстрата 0.05% (Рис. 13). Нуждается в витаминах и дрожжевом экстракте (0.1 г/л). Штамм не рос на безазотистой среде.

Каталазо- и оксидазоположителен. Диапазон роста рН для 7-0088 составляет 4.3 -7.5. Оптимальный рН - 5.5-6.5. Микроорганизм является мезофильным с температурным оптимумом роста 28°С, и диапазоном 13-35°С. Клетки чувствительны к КтаС1 и выдерживают его содержание в среде не выше 10 г/л.

\fethylobacterium isbilien.se штаммы 7-0033 и 7-0046

Из мико-бактериального сообщества выделена факультативно метилотрофная бактерия МеЛу1оЬас1епит ЬЫНепяе. Организм представлен двумя штаммами: 2-0033 и 2-0046, которые продемонстрировали сходство 99% по последовательности гена 16Б

.4 35 Ь

в контроль

Рис. 13. Интенсивность дыхания клеток ИрЬоьота ер. штамм Ъ-0088 при росте на различны концентрациях ксилозы.

50 100 150 200 250 300 350

Время, часы

рРНК с типовым штаммом Мелку¡оЬаМепит ¿зЫНепэе - АЯ24Т Фенотипические особенности штаммов 2-0033, 2-0046 и АЯ24Т представлены в Таблице 4.

Рис. 14. Морфология

.ЦВ} . клет°к

. , ^♦аИр штаммов г-ооз: ЩКт ^ШЩЩЩг' (а,б) И 7.-0046 (в

~ 1 Маркер 0.5 мкм

а ЧИР б _ в

Клетки штамма 2-0033 крупные, размером 0.8-1.1 х 1.05-1.95 мкм, имеют форму коротких закругленных палочек, размножаются делением, подвижны за счет наличия жгутика, имеют газовые везикулы (Рис. 14а,б).

Капсулы отсутствуют. Клеточная стенка грамотрицательного типа. Клетки образуют ' мелкие, 2-4 мм в диаметре, кирпично-красные, округлые, с ровным краем, непрозрачные, выпуклые, блестящие колонии.

Таблица 3. Сравнительная характеристика штаммов Ме1Иу1оЬас1егшт иЬШепзе, выделенных из ксилотрофного мико-бактериального сообщества, и типового штамма АЯ24Т.

Штамм г-0033 Штамм 7-0046 МеОху1оЬас1епит ¡.чЬШеп^е (А1124т)

Наличие пигмента + - +

Размер 1.05-1.95х 0.8-1.1 1.15-1.8х 0.95-1.27 1-1.3x2-5

Диапазон рН 4.8-7.0 н/д 4-10

Подвижность + + +

рН0ПТ 6.5 н/д 6-7

Температурный диапазон 15-28°С 19-33°С 20-37°С

Т 1 опт 2 0°С 25°С 28°С

Чувствительностьк <0.25% <0.7% <1%

субстраты

метанол - + +

монометиламин - + н/д

формиат + + +

ацетат - - +

сукцинат - - +

лактат - - +

глюконат + - +

сахароза + - -

фруктоза + - -

глюкоза + + -

сорбитол + - -

глутамат - - +

Г+Ц, мол.%. 69 67 69-69.7

Штамм 2-0033 является облигатным аэробом. В качестве субстрата для роста использует формиат, сахарозу, фруктозу, глюкозу, арабинозу, пируват, сахароспирты

(манит, сорбитол), оксалат. Не растет на этаноле, метаноле, бутирате, бензоате, аминокислотах, мочевине, триметиламине и метиламине. Нуждается в витаминах.

Пределы роста рН от 4.8 - 7.0, оптимальный рН 5.5-6.0. Оптимальная температура роста 20°С, диапазон роста 15-28°С. Содержание NaCl в среде выше 2.5 г/л подавляет рост клеток. Оксидазо-, каталазоположительный.

Бактерия чувствительна к стрептомицину, но не к ампициллину, новобиоцину, неомицину, гентамицину, канамицину.

Содержание Г + Ц в ДНК для штамма Z-0033 составляет 69 мол.%.

Клетки штамма Z-0046 яйцевидные, размером 0.95-1.27 х 1.15-1.8 мкм, подвижны за счет жгутика (Рис. 14в). Клетки образуют круглые, до 5 мм в диаметре, выпуклые, слизистые, непрозрачные, гладкие колонии белого цвета с ровным краем. Консистенция густая.

Штамм Z-0046 является облигатным аэробом и факультативным метилотрофом. В качестве источников углерода использует Ci-соединения: метанол, формиат, монометиламин, а также глюкозу. Не растет на органических кислотах, аминокислотах, углеводах. Оксидазо- и каталазоположительный. Температурный диапазон роста: 19-33°С, Т опт - 25°С. Выдерживает содержание NaCl в среде не выше 0.7 %. Содержание Г + Ц в ДНК - 67 мол.%.

Микроорганизм чувствителен к стрептомицину, но не чувствителен к ампициллину, новобиоцину, неомицину, гентамицину, канамицину.

Сравнение штаммов Z-0033 и Z-0046 с типовым штаммом Methylobacterium isbiliense AR24T показывает, что, в отличие от представителей рода Methylobacterium, обладающих красным пигментом, клетки штамма Z-0046 не имеют пигмента. К настоящему времени известен лишь один представитель рода Methylobacterium - Methylobacterium nodulans, в клетках которого отсутствует пигмент. Оба исследованных штамма, в отличие от AR24T, не используют органические кислоты, но способны к росту на некоторых углеводах, как на единственных источниках углерода и энергии.

Штамм Z-0033 не использует метанол и мелиламин. Таким образом, спектр используемых субстратов выделенных штаммов отличается от спектра штамма AR247 Methylobacterium isbiliense (Таблица 3).

Hyphomicrobium facile subsp tolerans штамм Z-0045.

Из дистрофной воды микролизиметра был выделен штамм Z-0045, клетки которого обладали характерной для гифомикробов морфологией. Анализ последовательности гена 16S рРНК показал, что штамм Z-0045 относится к виду Hyphomicrobium facile subsp tolerans (сходство 99%).

Клетки штамма Z-0045 эллипсовидной формы с полярно расположенными гифами. Размножаются почкованием, почка формируется на вершине гифы. Клетки образуют круглые, выпуклые, слизистые, непрозрачные колонии молочного цвета, до 7 мм в диаметре, с ровным краем. Консистенция густая.

Бактерия является облигатно аэробной. Микроорганизм является факультативным метилотрофом, используя в качестве источников углерода и энергии Ci - соединения:

монометиламин и формиат, а также фумарат, маннит, глюкозу. Является олиготрофом концентрация субстрата не выше 0.03%). Микроорганизм выдерживает содержание ЫаС1 в среде до 25 г/л. Диапазон роста рН 4.3-7. Оптимальный рН 6.0. Штамм 2-0045 является мезофиллом, Т опт для него 20-25°С. Оксидазо- и каталазоположителен. Содержание Г + Ц в ДНК - 59.6 мол.%.

Таким образом, в кислых ультрапресных дистрофных водах установлено существование сообщества микроорганизмов, представленного большим видовым разнообразием. Бактерии адаптированы к местообитанию и относятся к группе омброфилов.

2. Гидролиз древесины бинарной культурой Pseudomonas sp. Z-0044 и Streptomyces pseudogriseolus

Поскольку древесина ели на 27.3-28.2% состоит из лигнина, и основная доля гуминовых соединений в составе дистрофных вод формируется в процессе его деградации, нашей задачей было выделение микроорганизмов, которые используют лигнин в качестве субстрата.

Рис. 15. Схема выделения в чистые культуры Streptomyces pseudogriseolus и Pseudomonas sp. штамм Z-0044.

На растворимом лигнине было выделено устойчивое микробное сообщество, которое в жидкой среде образовывало плотные шарообразные слизистые скопления размером до 1 см в диаметре (Рис. 15а). На агаризованной среде клетки формировали два типа колоний (Рис. 15б,в,д). После многократных рассевов были получены чистые культуры стрептомицета (Streptomyces pseudogriseolus) (Рис. 15е) и штамма Z-0044 (Рис. 15г), который, как показал анализ последовательности гена 16S рРНК, относится к роду Pseudomonas и имеет 97% сходства с Pseudomonas oryzihabitans,

Исследование бинарной культуры Streptomyces pseudogriseolus и Pseudomonas sp. штамм Z-0044 показало, что она растет на измельченной (диаметр гранул 2 мм) нативной древесине ели в качестве субстрата. Было сделано предположение о существовании трофического взаимодействия между культурами Streptomyces pseudogriseolus и Pseudomonas sp. штамм Z-0044.

Предварительные исследования развития на древесине (0.2%) чистых культур Pseudomonas sp штамм Z-0044 и Streptomyces pseudogriseolus (критерием оценки роста

служила интенсивность дыхания микроорганизмов) показали, что S. pseudogriseolus способен к развитию на древесине в качестве субстрата, в отличие от штамма Z-0044.

Рост S. pseudogriseolus на древесине сопровождался выделением С02 со скоростью 0.04 мг С02/л/ч. и значительным подкислением среды до pH 4.8 (Рис. 16). Использование древесины прекращалось к 210 часам.

При исследовании совместного использования древесины штаммом Z-0044 и S. pseudogriseolus часть флаконов со стрептомицетом была инокулирована бактериями в конце логарифмической стадии роста (150 часов) а часть была оставлена в качестве контроля. После подсева бактерий скорость выделения С02 увеличивалась в первые сутки в 9 раз, указывая на интенсивное разложения субстрата при совместном действии стрептомицета и псевдомонады (Рис. 16). В ходе разложения древесины бинарной культурой pH изменялся только на 0.4 единицы (с 6.4 до 6.0). В культуральной жидкости бинарной культуры кислоты не были зафиксированы, что указывает на деацидификацию, осуществляемую штаммом Z-0044. Таким образом, бинарная культура

Рис. 16. Развитие бинарной культуры Streptomyces pseudogriseolus и Pseudomonas sp. на древесине.

1 - чистая культура Streptomyces pseudogriseolus на среде с древесиной (2 г/л).

2 - бинарная культура

3. Положение выделенных представителей омброфильных диссипотрофов в трофической схеме мико-бактериального сообщества

Выделенные бактерии принадлежат к диссипотрофной группировке, утилизирующей низкомолекулярные компоненты гидролиза древесины и продукты обмена грибов. По пищевым потребностям изученные организмы могут быть отнесены к следующим группам: ацидотрофы, использующие органические кислоты; сахаролитики, использующие преимущественно углеводы и метилотрофы (Таблица 4).

3.1. Характеристика представителей ацидотрофной группировки

К ацидотрофным представителям бактериального сообщества относятся Ancylobacter abiegnus sp.nov. штамм Z-0056, Xanthobacter xylophilus sp.nov. штамм Z-0055, Seliberia sp. штамм Z-0043 и Pseudomonas sp. Z-0044.

Они являются умеренно ацидофильными (оптимальный pH для роста составляет 5.05.5) и олиготрофными (оптимальная концентрация субстрата в среде не выше 0.03%).

проявила качественные отличия от чистых культур.

Streptomyces pseudogriseolus с Pseudomonas sp.

Клетки выдерживают содержание ИаС1 в среде в пределах 0.1% - 1% и электропроводность среды 100-200 мкС. Основными источниками углерода и энергии для них служат преимущественно органические кислоты: сукцинат, ацетат, цитрат и оксалат.

Таблица 4. Трофические группировки в составе ксилотрофного мико-бактериалыюго сообщества.

Xanthobacterxylophilus sp.nov.Z0055 Ancylobacter abiegnus sp. nov. Z-0056 Seliberia sp. Z-0043 Methilobacterium isbiliense Z-0033 Methilobacterium isbiliense Z-0046 Hyphomicrobium fucile Z-0045 Singulisphaera mucilagenosa Z-0071T Singulisph aera mucilagenosa.Z-0072 Spirosoma sp. (Z-0088)

Орг. кислоты + + + - - - - - -

Оксалат + + + + - - - - -

Формиат - - - + + + - - -

Метанол - - - - + + - - -

Монометиламин - - - - + + - - -

Мочевина - - - - + - + + -

Ксилоза + + + + - - + + +

Моносахариды - - - + - - + + -

Дисахариды - - - + - - + + -

Ксилан + + + + - - + + +

Полисахариды - - - + - - + + -

1Ч-ацетил-глюкозамин - - - н/д - - + + +

рН оптим. 5.5 5.5 5.5-6.5 5.5 6.0 6.0 6.0 6.0 5.5-6.5

Копц. КаС1, г/л <0.1 <1.5 <10 <2.5 <7 <25 <5 <5 <10

Электропроводность, мкС 80100 80100 200 400 400 200 800 800 800

Опт. конц. субстрата, % 0.025 0.025 0.025 0.1 0.1 0.03 1 1 0.05

3.2. Характеристика представителей сахаролитической группировки

В группировку сахаролитиков входят: Singulisphaera mucilagenosa sp.nov. штаммы Z-0071 и Z-0072, Spirosoma sp. штамм Z-0088 и Methylobacterium isbiliense штамм Z-0033. Основными субстратами для них являются моно- и дисахара, главным образом ксилоза, сахароза, глюкоза. Оптимальный рН для роста, в отличие от ацидотрофных бактерий, смещен в нейтральную область (6.0-6.5). Клетки выдерживают большую электропроводность среды (до 800 мкС), и менее чувствительны к содержанию NaCl в среде (Таблица 4). Оптимальная концентрация субстрата для представителей сахаролитической трофической группировки 1-10 г/л.

3.3. Характеристика представителей метилотрофной группировки Метилотрофные микроорганизмы в сообществе представлены штаммами Z-ООЗЗ и Z-

0046, относящимися к виду Methylobacterium isbiliense, и штаммом Z-0045, относящимся

к виду Hyphomicrobium facile subsp. tolerans. Основными субстратами для роста являются С [-соединения: формиат, метанол, метиламин.

Бактерии являются олиготрофными, и растут при концентрации субстрата в среде 0.030.1%. Оптимальный рН 5.5-6.0.

Выделенные нами представители микробного сообщества кислых дистрофных вод позволили частично подтвердить предложенную Г.А. Заварзиным схему трофических взаимоотношений и определить основных потребителей органических соединений, образующихся в процессе разложения древесины ксилотрофным сообществом (Рис. 17).

ДРЕВЕСИНА

Лигнин30°о

Белля гннль лаккача

фенолы

C-1-соедннения

гумус

Ulethytobicterium isbiliense (Z4)033. Z-0046 ) Hyphomicrobium facile (74)045)

трегалоза

Singulisphacrj mucibgsnosj "v (Z-0071.Z-0072)

маннит

litethiyobacterium isbiliense (Z-0033)

Microccoccus luteus (Z-0066 ), Hyphomicrobium facile (Z4)045)

оксялат

Ancyiobacteribiegnus (Z-0056 ) Xcnthobacter xy/opW/us(Z4X)55) Se/iberfa sp.(Z-0Q43 ) Methylobacterium isbiliense {Z-00331

Гемнцеллюлочы 30°/o

Целлюлоза 40°/o

Гпдролш грибами

/хилтшш

Сурнягниль

целлюпта

кснллн

пентозы

целлооиоза

Ancylobacter âbicgnus (Z-0056 )

Xanthobacter xylophilus (Z-0055), Spirosonw sp. (Z 4)088 )

Methylobacterium isbiliense (Z-0033. Z-0046 ). Singulisphaera (Z 4)071. Z4)072), Spirosorm sp. (Z4)088 ) Microccoccus luteus (Z4)066)

глюкоза

Грибной мицелий

Methylobacterium isbiliense (Z-0033, Z4J046 ) Microccoccus {Z-0066 ) Singulisphaera (Z-0071 mZ-0072 Spirosoma sp. (Z-008S )

Живой

Мертвый

Xiitiih

Продукты обмена гриба (органические кислоты)

Мпкофагн, грибы п бактерии

Xintllttlirtll

N-a цетнлглюкозамнн

Ancylobacterabiegnus (Z4)056 ) Xanthobacterxylophilus (Z-0055) Seliberia sp. (Z4)043 ) Pseudomonas sp.

Singulisphaera mucllagenosa (Z4)071,Z4)072), Spirosorm sp, (Z-0088 )

Рис. 17. Представители трофических групп омброфильных диссипотрофов в ксилотрофном мико-бактериальном сообществе по Заварзину и Заварзиной.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Анализ бактериального разнообразия ксилотрофного мико-бактермалыюго сообщества ультрапресных дистрофных вод позволил выявить в его составе новые виды микроорганизмов, принадлежащие к известным родам: Ancylobacter abiegnus sp. nov., Singulisphaera mucilagenosa sp. nov., Xanthobacter xylophilus sp.nov. В случае Z-0088 (Spirosoma sp.) и Z-0044 (Pseudomonas sp.) можно предположить существование новых видов.

Исследованным микроорганизмам свойственна ацидотолерантность. Оптимальный pH роста для всех исследованных бактериальных представителей мико-бактериального сообщества лежит в пределах 5.0-6.5. Для представителей группы ацидотрофов оптимальный pH составляет 5.0-5.5, для сахаролитиков и метилотрофов - 6.0-6.5. Диапазон роста pH в среднем составляет от 3.5 до 7.0.

Микроорганизмы способны к росту в ультрапресной среде при концентрациях NaCl не выше 0.5-1% и низкой электропроводности среды: от 44 мкС (Ancylobacter abiegnus, Xanthobacter xylophilus, Seliberia sp. Z-0043) до 0.8 млС (Methilobacterium isbiliense штаммы Z-0033 и Z-0046, Singulisphaera mucilagenosa штаммы Z-0071T и Z-0072, Hyphomicrobium facile subsp tolerans, Spirosoma sp. Z-0088).

Большинству выделенных микроорганизмов свойственна олиготрофия. Оптимальная концентрация субстрата для различных изолятов составляет 0.025-0.1%.

Все исследованные микроорганизмы можно разделить на три трофические группировки: сахаролитики, использующие в качестве источника углерода и энергии растворимые сахариды и полисахариды, в т.ч. ксилозу и ксилан, которые являются одними из самых значимых углеводов в составе древесины, а также N-ацетилглюкозамин - продукт разрушения микотрофами отмершего грибного мицелия; ацидотрофы, ориентированные на потребление продуктов обмена грибов (органических кислот); метилотрофы, использующие Ci-соединения. Микроорганизмы утилизируют оксалат, наиболее распространенную в растениях нерастворимую органическую кислоту, в большом количестве высвобождаемую грибами при разрушении древесины. Представители пептолитической группировки не были выявлены.

Бактерии участвуют в трофических взаимоотношениях с грибными организмами-гидролитиками. На примере бинарной культуры стрептомицета и псевдомонады показано участие прокариот в процессе совместной деструкции древесины и деацидификации среды.

ВЫВОДЫ

1. В кислых, ультрапресных, дистрофных водах установлено существование сообщества микроорганизмов, представленного большим видовым разнообразием. Наряду с известными видами микроорганизмов, в его составе выявлены новые, принадлежащие к описанным родам: Ancylobacter abiegnus sp. nov., Singulisphaera mucilagenosa sp. nov., Xanthobacter xylophilus sp.nov.

2. Исследованные бактерии принадлежат к диссипотрофной группировке и утилизируют низкомолекулярные компоненты, рассеиваемые при гидролизе древесины грибами, и занимают в сообществе определенные трофические ниши. Все изученные микроорганизмы можно разделить на три трофические группировки:

• Сахаролитики

• Ацидотрофы

• Метилотрофы

3. Выделенные микроорганизмы имеют ряд особенностей, демонстрирующих их адаптацию к обитанию в кислых, ультрапресных, дистрофных водах, и могут быть отнесены к группе омброфилов. В число этих особенностей входит ацидотолерантность, олиготрофия и способность к росту в ультрапресных условиях.

4. Бактерии участвуют в трофических взаимоотношениях с организмами -гидролитиками. На примере бинарной культуры стрептомицета и псевдомонады показано участие прокариот в процессе совместной деструкции древесины и деацидификации среды.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО МАТЕРИАЛАМ ДИССЕРТАЦИИ

Экспериментальные статьи:

1. . Зайчикова М. В, Берестовская Ю.Ю., Акимов В.Н, Кизилова А.К., Васильева Л.В. Xanthobacter xylophilus sp.nov- представитель ксилотрофного мико-бактериального сообщества ультрапресных вод//Микробиология, 2010, Т. 79. № 1, с. 89-95.

2. Зайчикова М. В. Берестовская Ю.Ю. Акимов В.Н, Кизилова А.К. Васильева Л.В. Ancylobacter abiegnus sp. nov. -олиготрофкый представитель мико-бактериального сообщества// Микробиология, 2010, Т. 79. №4, с. 483-490.

3. Зайчикова М. В., Берестовская Ю. Ю., Акимов В. Н., Кострикина Н.А., Васильева Л. В. Singulisphaera mucilagenosa sp. nov - новый ацидотолерантный представитель порядка Planctomycetales // Микробиология, 2011, Т. 80. № 1, с. 105-111.

4. Куличевская И. С., Зайчикова М. В., Деткова Е. Н., Дедыш С. Н., Заварзин Г. A. Larkinella arboricola sp. nov. - новая спиралеобразующая бактерия филогенетической группы Bacteroidetes из микробного сообщества разлагающейся древесины // Микробиология, 2009. Т. 78. №6, с. 780-785.

Тезисы были представлены на следующих конференциях:

1. Зайчикова М.В., Берестовская Ю.Ю., Васильева Л.В. «Диссипотрофные бактерии, развивающиеся в сообществе с грибами-ксилолитиками». V Международная конференция «Вулканизм, биосфера и экологические проблемы». Туапсе, 2009, с. 110.

2. Зайчикова М.В., Берестовская Ю.Ю., Васильева Л.В. «Бактерии-диссипотрофы, развивающиеся в сообществе с грибами-ксилолитиками в ультрапресных условиях». Всероссийская научная конференция с международным участием «Физиология и генетика микроорганизмов в природных и экспериментальных системах», посвященная 75-летию со дня рождения основателя кафедры физиологии микроорганизмов профессора М.В.Гусева. Бюллетень Московского общества естествоиспытателей природы, отдел Биологический. Москва, 2009, Т. 114. В. 2, с. 49-50.

3. Зайчикова М.В., Берестовская Ю.Ю., Васильева Л.В. «Диссипотрофные бактерии ксилотрофного сообщества в пресноводных экосистемах».У Молодежная школа-конференция с международным участием «Актуальные аспекты современной микробиологии». Москва, 2009,с. 77-78.

4. M.V. Zaychikova, Ju.Ju. Berestovskaya, L.V. Vasilyeva. «Dissipatrophic bacteria, which develop in community with xylolytic fungi in the ultrafresh conditions». III международная конференция по природоведческой, промышленной и прикладной микробиологии «BioMicroWorld 2009». Portugae, 2009, p. 36.

Формат 60x90/16. Заказ 1381. Тираж 100 экз.

Печать офсетная. Бумага для множительных аппаратов.

Отпечатано в ООО "ФЭД+", Москва, ул. Кедрова, д. 15, тел. 774-26-96

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Зайчикова, Марина Викторовна

ВВЕДЕНИЕ.

Актуальность проблемы.

Цель и задачи исследования.

Научная новизна.

Научно-практическое значение.

Апробация работы.

Публикации.

Структура диссертации.

Место проведения работы и благодарности.

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

ГЛАВА 1. РАЗЛОЖЕНИЕ ДРЕВЕСИНЫ КАК ГЛОБАЛЬНЫЙ

ПРОЦЕСС.

1.1. Масштабы процесса.

1.2. Особенности лесо-болотных систем севера России.

ГЛАВА 2. ДРЕВЕСИНА.

2.1. Нахождение древесины в природе.

2.2. Состав древесины.

2.3. Разложение древесины.

ГЛАВА 3. ГРИБЫ-КСИЛОТРОФЫ.

3.1. Микогенная деструкция древесины в условиях наземных экосистем.

3.2. Характер разложения древесины.

ГЛАВА 4. МИКО-БАКТЕРИАЛЬНОЕ СООБЩЕСТВО ПОЧВ.

ГЛАВА 5. ОСОБЕННОСТИ КСИЛОТРОФНОГО СОБЩЕСТВА

ПРЕСНОВОДНЫХ ЭКОСИСТЕМ.

5.1. Грибы в условиях водных биоценозов.

5.2. Микроорганизмы ксилотрофного консорциума в условиях пресноводных экосистем.

ГЛАВА 6. ДИСТРОФНЫЕ ВОДЫ.

6.1.Формирование дистрофных вод.

6.2. Физико-химические характеристики дистрофных вод.

6.3. Гуминовые соединения.

ГЛАВА 7. БАКТЕРИАЛЬНЫЕ СООБЩЕСТВА В ПРЕСНОВОДНЫХ

ЭКОСИСТЕМАХ.

7.1. Анализ бактериального разнообразия микробного сообщества.

7.2. Омброфилы — обитатели дистрофных ультрапресных вод.

7.3. Бактерии начальной стадии формирования дистрофных вод.

7.4. Типичные представители пресноводной микробиоты.

7.4.1. Порядок Р1апс1отусе(а1е8.

7.4.2. Группа УеггисописгоЫа.

7.4.3. Семейство ХаШ/гоЬас1егасеае.

7.4.4. Порядок Саи1оЪа&епа1е8.:.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Диссипотрофные бактерии ксилотрофного сообщества в пресноводных экосистемах"

Актуальность проблемы.

Деструкцию древесины, представляющей собой сложный лигно-целлюлозный комплекс, осуществляют различные группы древоразрушающих грибов (ксилотрофов), которые гидролизуют ее с образованием С02) а также различных органических соединений [Р и пачек, 1967]; [Рабинович, 2001]. В водных экосистемах основными деструкторами древесины являются аскомицеты и несовершенные грибы, относящиеся к группам ОеШ:егтусо1а, АБсотусо1а и Оотусо1а [Терехова, 2007].

Цель и задачи исследования.

Изучение в лабораторной модели, омброфильного микробного сообщества ультрапресной кислой дистрофной воды, формирующейся в процессе деструкции древесины ели ксилотрофными грибами, и выяснение роли бактерий в утилизации продуктов гидролиза.

В связи с этим были поставлены следующие задачи:

1. Выделение чистых культур омброфильных бактерий, характерных для ультрапресных кислых дистрофных вод.

3. Определение экофизиологических характеристик бактерий промывных гумифицированных вод.

Научная новизна.

Подготовлено полное таксономическое описание трех новых видов ацидотолерантных омброфильных диссипотрофных бактерий в составе родов Апсу1оЬас1ег, ХаЫкоЪаЫег и Зт^пШрЬаега как представителей экофизиологической группировки омброфилов.

На основании экофизиологических особенностей микроорганизмов определено их положение в трофической системе ксилотрофного мико-бактериального сообщества.

Научно-практическое значение. I

Создана коллекция омброфильных диссипотрофных бактерий, характерных для начальной стадии разложения древесины, включающая представителей класса А1р1гарго1еоЬаМепа, планктомицетов, гифомикробов.

Установлено, что выделенные из сообщества новые виды бактерий родов Апсу1оЪа&ег, ХаЫкоЬа^гг и Зш^?//¡зркаега могут рассматриваться как потенциальные продуценты полисахаридов, перспективных для пищевой и медицинской биотехнологии. Выделен экзополисахарид, и проводится тестирование для определения возможности его практического применения в ветеринарии.

Выявлен механизм деацидификации дистрофных вод: бактерии, используя метаболиты гидролитиков, способствуют переходу кислой стадии в нейтральную.

Апробация работы.

Материалы, вошедшие в работу, были представлены на следующих конференциях:

1. V Международная конференция «Вулканизм и биосфера и i экологические проблемы» (Туапсе, октябрь 2009). «Диссипотрофные бактерии, развивающиеся в сообществе с грибами-ксилолитиками».

2. Всероссийская научная конференция с международным участием «Физиология и генетика микроорганизмов в природных и экспериментальных системах», посвященная 75-летито со дня рождения основателя кафедры физиологии микроорганизмов профессора М.В. Гусева (Москва, май 2009); «Бактерии-диссипотрофы, развивающиеся в сообществе с грибами-ксилолитиками в ультрапресных условиях».

3. II международная конференция по природоведческой, промышленной и прикладной микробиологии «BioMicro World 2009» (Лиссабон, декабрь 2009); «Dissipotrophic bacteria, which develop in community with xylolytic fungi in the ultrafresh conditions».

Публикации.

По материалам диссертации опубликовано 8 работ (из них статей — 4, тезисов на конференциях - 4).

Структура диссертации.

Диссертация состоит из разделов: Введение, Литературный обзор, Объекты и методы исследований, Результаты и обсуждение, Заключение, Выводы, Список литературы. Работа изложена на 118 страницах машинописного текста, включает 33 рисунка и 14 таблиц; список литературы содержит 122 наименования, из них 43 на русском и 79 на английском языке.

Заключение Диссертация по теме "Микробиология", Зайчикова, Марина Викторовна

выводы

1. В кислых, ультрапресных, дистрофных водах установлено существование сообщества микроорганизмов, представленного большим видовым разнообразием. Наряду с известными видами микроорганизмов, в его составе выявлены новые, принадлежащие к описанным родам: Апсу1оЬа&ег abiegnus бр. по\\, 57/ \gulisphaera mucilagenosa бр. поу., Xa.nthoba.cter ху\орЫ1т Бр.поу.

• Сахаролитики

• Ацидотрофы

• Метил отрофы

3. Выделенные микроорганизмы имеют ряд особенностей, демонстрирующих их адаптацию к обитанию в кислых, ультрапресных, дистрофных водах, и могут быть отнесены к группе омброфилов. В число этих особенностей входит ацидотолерантиость, олиготрофия и способность к росту в ультрапресных условиях.

4. Бактерии участвуют в трофических взаимоотношениях с организмами - гидролитиками. На примере бинарной культуры стрептомицета и псевдомонады показано участие прокариот в процессе совместной деструкции древесины и деацидификации среды.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Анализ бактериального разнообразия ксилотрофного мико-бактермального сообщества ультрапресных дистрофных вод позволил выявить в его составе новые виды микроорганизмов, принадлежащие к известным родам: Ancylobacter abiegnus sp. nov., Singulisphaera mucilagenosa sp. nov., Xanthobacter xylophilus sp.nov. В случае Z-0088 (Spirosoma sp.) и Z-0044 (Pseudomonas sp.) можно предположить существование новых видов.

Исследованным микроорганизмам свойственна ацидотолерантность. . Оптимальный pH роста для всех исследованных бактериальных представителей мико-бактериального сообщества лежит в пределах 5.0-6.5. Для представителей группы ацидотрофов оптимальный pH составляет 5.0-5.5, для сахаролитиков и метилотрофов - 6.0-6.5. Диапазон роста pH в среднем составляет от 3.5 до 7.0.

Микроорганизмы способны к росту в ультрапресной среде при концентрациях NaCl не выше 0.5-1% и низкой электропроводности среды: от 44 мкС {Ancylobacter abiegnus, Xanthobacter xylophilus, Seliberia sp. Z-0043) до 0.8 млС {Methilobacterium isbiliense штаммы Z-0033 и Z-0046, Singulisphaera mucilagenosa штаммы Z-0071 и Z-0072, Hyphomicrobium facile subsp tolérons, Spirosoma sp. Z-0088).

Большинству выделенных микроорганизмов свойственна олиготрофия. Оптимальная концентрация субстрата для 'различных изолятов составляет 0.025-0.1%.

Все исследованные микроорганизмы можно разделить на три трофические группировки: сахаролитики, использующие в качестве источника углерода и энергии растворимые сахариды и полисахариды, в т.ч. ксилозу и ксилан, которые являются одними из самых значимых углеводов в составе древесины, а также N-ацетилглюкозамин - продукт разрушения микотрофами отмершего грибного мицелия; ацидотрофы, ориентированные на потребление продуктов обмена грибов (органических кислот); г метилотрофы, использующие С1-соединения. Микроорганизмы утилизируют оксалат, наиболее распространенную в растениях нерастворимую органическую кислоту, в большом количестве высвобождаемую грибами при разрушении древесины. Представители пептолитической группировки не были выявлены (Рис. 33).

Бактерии участвуют в трофических взаимоотношениях с грибными организмами- гидролитиками. На примере бинарной культуры стрептомицета и псевдомонады показано участие прокариот в процессе совместной деструкции древесины и деацидификации среды.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Зайчикова, Марина Викторовна, Москва

1. Аристовская Т.В. Микробиология подзолистых почв. M.-JI.: Наука, 1965. С. 187.

2. Беккер З.Э. Физиология и биохимия грибов. М.: МГУ, 1988. С.230.

3. Васильева Л.В., Заварзин Г.А'. Диссипотрофы в микробном сообществе//Микробиология, 1995. Т. 64. С. 239-244.

4. Виноградов М.Е., Романкевич Е.А., Ветров A.A., Ведерников В.И. Цикл углерода в Арктических морях России// Круговорот углерода на территории России. М: Изд-во Правительства Москвы, 1999. С. 300-325.

5. Гвоздецкий Н. А., Михайлов Н. И. Физическая география СССР. М., 1978.

6. Горленко В.М., Дубинина Г.А., Кузнецов С.И. Экология водных микроорганизмов, М.: Наука, 1977. С. 264.

7. Добровольская Т.Г. Структура бактериальных сообществ почв. М.: Академкнига, 2002.

8. Доронина Н.В., Говорухина Н.И., Троценко Ю.А. Blactobacter aminooxidans новый вид бактерии, растущей автотрофно на метилированных аминах//Микробиология, 1984. № 52. С. 547-553.

9. Дубинина Г.А. Успехи в изучении пресноводных бактерий// Успехи микробиологии. 1978. № 13. С. 117-132.

10. Дудка И.А. Водные несовершенные грибы СССР. Киев: Наук. Думка, 1985. С.188.

11. Жизнь растений. Том 1. Введение Бактерии и актиномицеты. Под редакцией члена-корр. АН СССР, профессора H.A. Красильникова, профессора A.A. Уранова М.: 'Просвещение', 1974.

12. Заварзин Г.А, Дедыш С.Н. Изменение природных вод под влиянием деятельности микроорганизмов. Изменение окружающей среды иклимата: природные катастрофы. Под ред. Лаверова Н.П. 2008. Т.4. М.: ИГЕМ РАН

13. Заварзин Г.А. К понятию микрофлоры рассеяния в круговороте углерода.//Журн. общ. биол., 1970. Т. 31. С. 386.

14. Заварзин Г.А. Омброфилы обитатели равнин. Природа, 2009. №6. С. 3-14.

15. Заварзин Г.А. Планета бактерий. Вестник РАН, 2008. Т.78. С. 328-345.

16. Заварзин Г.А. Развитие микробных сообществ в истории Земли. Проблемы доантропогенной эволюции биосферы. М.: Наука, 1993. С. 212222.

17. Заварзин Г.А., Заварзина А.Г. Ксилотрофы и микофильные бактерии при образовании дистрофных вод// Микробиология, 2009. Т. 78. № 5. С. 579-592.

18. Заварзина А.Г., Демин В.В. Кислотно-основные свойствагуминовых кислот различного происхождения по даннымпотенциометрического титрования//Почвоведение, 1999. №10. С. 1246-1254.

19. Заварзина А.Г., Розанова М.С., Суханова Н.И. Содержание гумуса и отражательная способность верхних горизонтов почв юга Европейской части России// Почвоведение, 1995. № 10. С.1248-1255.

20. Замолодчиков Д.Г. Кислород основа жизни// Вестник Российской академии наук, 2006. Т. 76. № 3. С. 209-218.

21. Зенова Г.М. Актиномицеты в биогеоценозах. Почвенные организмы как компоненты биогеоценоза. М.: Наука, 1984. С. 162-170.

22. Карманов А.П., Давыдов В.Д.? Богомолов Б.Д. Современное состояние проблемы неоднородности природного лигнина// Химия древесины, 1982. №2. С. 3-25.

23. Кононков Ф.П., Умаров М.М., Мирчинк Т.Г. Азотфиксирующие ассоциации грибов с бактериями// Микробиология, 1979. Т. 48. № 4. С. 734737.

24. Кухарсико Т. А. Окисленные в пластах бурых и каменных углей. М., 1971.

25. Логинова Н.В., Говорухина Н.И., Троценко Ю.А. Автотрофный метаболизм метанола у Blastobacter viscosus/f Микробиология, 1982. Т. 50. С. 428-434.

26. Лотова Л. И. Морфология и анатомия высших растений. Москва, 2001. С. 528.

27. Лысенко A.M., Гальченко В.Ф., Черных А.Н. Таксономическое изучение облигатных метанотрофных бактерий методом ДНК-ДНК гибридизации//Микробиология, 1988. Т. 57. 5. С. 816-822.

28. Марусина А.И., Булыгина Е.С., Кузнецов Б.Б., Турова Т.П., Кравченко И.К., Гальченко В.Ф. Системы олигонуклеотидных праймеров для амплификации генов niffl различных таксономических групп прокариот// Микробиология, 2001. Т. 70. № 1. С. 86-91.

29. Методы общей бактериологии. Под ред. Герхарда Ф.М.: М., 1983. Т. 1. С. 536.

30. Моисеенко Т.И. Закисление вод: факторы, механизмы иэкологические последствия. М.: Наука, 2003. С. 276.t

31. Овчинников А. М. Общая гидрогеология. М.: Государственное научно-техническое издательство литературы по геологии и охране недр, 1955. С. 171-179.

32. Орлов Д.С., Бирюкова О.Н., Суханова Н.И. Органическое вещество почв Российской Федерации. М.: Наука, 1996. С.256.

33. Орлова В.В. Западная Сибирь. Климат СССР. Л.: Гидрометеоиздат, 1962. №4. С. 301.

34. Перминова И. В. Гуминовые вещества вызов химикам XXI века// Химия и жизнь, 2008. №1.

35. Рабинович M.JI., Болобова A.B., Кондращенко В.И. Теоретические основы биотехнологии древесных композитов. Москва, 2001.

36. Рипачек В. Биология древоразрушающих грибов. М.: Лесная промышленность, 1967. С. 10-70.

37. Сидорова И.И. Микофильные дейтеромицеты. В кн. Мир растений. Т.2. Грибы. Ред. А.Л. Тахтаджян, М.: Просвещение, 1991. С. 436441, 475.

38. Соколов А. А., Гидрография СССР. Л.: Гидрометеоиздат, 1952.

39. Терехова В.А. Микромицеты в экологической оценке водных и наземных экосистем. М.: Наука, 2007. С. 215.

40. Углерод в лесном фонде и сельскохозяйственных угодьях России. Российская Академия Наук. Центр по проблемам экологии и продуктивности лесов. Москва, 2005

41. Уткин А.И., Замолодчиков Д.Г., Честных О.В. Углеродные пулы фитомассы, почв и депонирование углерода в еловых лесах России// Хвойные бореальной зоны, 2004. № 2. С. 21.

42. Чистякова И.К Азотфиксирующие бактерии, усваивающие одноуглеродные соединения, в почвах под рисом// Микробиология., 1985. Т. 53. №3. С. 384-388

43. Amann R. I., W Ludwig, and К.-Н. Schleifer. Phylogenic identification and in situ detection of individual microbial cells without cultivation.I

44. Microbiol. Rev. 1995. V. 59, № 1. P. 143-169.

45. Aragno M., Schlegel H G. The methophilic hydrogenoxidizing

46. Knallgas) bacteria. The Prokaryotes, 2nd ed. /Eds. by A. Balows, H.G. Trupper, M.i

47. Dworkin, W. Harder, K.H. Schliefer. Berlin: Springer, 1992. P. 344-384.

48. Bergey's Manual of Systematic Bacteriology, 2005.

49. Brasier, C.M.; Kirk, S. A. Sibling species within Ophiostoma piceae. Mycological Research. V. 97: 1993. P. 811-816.

50. Buddy L. Fungal community ecology and wood decomposition processes in angiosperms: from standing tree to complete decay of coarse woody debris. Ecol. Bull. 2001. V. 49. P. 43-56.

51. Jenkins C., Kedar Vi., Fuerst A. Gene discovery within the planctomycete division of the domain Bacteria//'Genome Biology, 2002, V.3. P.6.

52. Chistoserdova L, Jenkins C, Kalyuzhnaya M, Marx CJ, Lapidus A, Vorholt JA, Staley JT, Lidstrom ME: The enigmatic Planctomycetes may hold a key to the origins of methanogenesis and methylotrophy// Mol Biol. Evol., 2004 .V. 21: P. 1234-1241

53. Clausen C.A. Bacterial associations with decaying wood: a review// Int. Biodet. Biodeg, 1996. V. 37. P. 101-107.

54. Cohen-Bazire G., Sistrom W.R., Stanier R.Y. Kinetic studies of pigment synthesis by non-sulphur purple bacteria// J. Cell. Comp. Physiol., 1957. V. 49. P. 25-68.

55. Collins M.D. Analysis of isoprenoid quinines// Methodes in Microbiology, 1985. V.18. P. 329-363.

56. Davis B.H. Analysis of carotenoid pigments. In. Chemistry and Biochemistry of plant Pigment. 1965. Ed. Goodwin T.W. Acad. Press. London & New York. P. 583.

57. Dedysh S.N, Pankratov T.A., Belova S.N., Kulichevskaya I.S., Leisack W. Phylogenetic analysis and in situ identification of Bacteria community composition in an acidic Sphagnum peat bog// Appl. Environ. Microbiol. V. 72. P. 2110-2117

58. Dijksterhuis, J., Sanders, M., Gorris., L.G.M. and Smid, E.J. Antibiosis plays a role in the context of direct interaction during antagonism of

59. Paenibacillis polymyxa toward Fusarium oxosporum. J. Appl. Microbiol., 1999. V.i86, P. 13-21.

60. Dobereiner J. Forage grasses and grain crops. Methods of Evaluation of biological nitrogen fixation / Eds. Bergersen// J.F. John Wiley&Sons, Inc. New York: 1980. P. 535-555.

61. Doronina N. V., Trotsenko Y. A. Reclassification of «Blastobacter viscosus» 7d and «Blastobacter aminoxidans» sp. nov. and Xanthobacter aminoxidans sp. nov. and Xanthobacter viscosus sp. nov. // Int. J. Syst. Evol. Microbiol., 2003. V. 53. P. 179-182.

62. Dutton M.V., Evans C.S. Oxalate production by fungi: its role in pathogenicity and ecology in the soil environment. Can. // J. Microbiol., 1996 . V. 42, P. 881-895.

63. Fengel D., Wegener G. Wood- Chemistry, Ultrastructure, Reactions. De Gruyter, Berlin, 1984. P. 613

64. Flipi C., Bagnoli G., Citernesi A.C., Giovanetti M., Ultrastrutral spatial distribution ofbacteriaassociated with sporocars of Glomus mossae// Symbiosis, 1998. V. 24. P. 1-12.

65. Folman L.B., Gunnewiek P.J.A.K, Boddy L., W. de Boer. Impact of white-rot fungi on numbers and community composition of bacteria colonizing wood from forest soil//FEMS Microbiol. Ecol., 2008. V. 63. P. 181-191.

66. Fuerst JA: Intracellular compartmentation in planctomycetes// Annu Rev Microbiol., 2005. V. 59. P. 299-328.

67. Garrity G. M., Bell J. A. and Lilburn T. Family VIII. Hyphomicrobiaceae. In: Bergey's Manual of Systematic Bacteriology. 2nd ed. Eds. Brenner D. J. Krieg N. R. Staley J. T. New York: Springer. 2005. V.2. Part C. P. 476-555.

68. Glôckner F. O., Kube M., Bauer M., Teeling H., Lombardot T., Ludwig W., Gade D., Beck A., Borzym K., Heitmann K., Rabus R., Schlesner H., Amann Reinhardt R. Complete genome sequence of the marine planctomycete

69. Pirellula sp. strain 1. // PNAS, 2003/ V. 100. №. 14. P. 8298-8303.t

70. Goodell B., Jellison J. Liu J. Low molecular weight chelators and phenolic compounds isolated from wood decay fungi and their role in the fungal biodégradation of wood// Journal of Biotechnology, 1997. V.53: P. 133-162.

71. Gulis V., Suberkropp K. Interactions between stream fungi and bacteria associated with decomposing leaf litter at different levels of nutrient availability//Aquat. Microb. Ecol. V. 30. P. 149-157.

72. Hogan DA, Kolter R. Pseudomonas-Candida interactions: An ecological role for virulence factors. // Science, 2002. V. 296: P. 2229-2232

73. Honegger R: The symbiotic phenotype of lichen-forming ascomyces. In The Mycota; IX Fungal Associations. Edited by: Hock B. Berlin: Springer Verlag; 2001. P. 165-188.

74. Im W.-T., Aslam Z., Lee M., Ten L.N., Yang D.-C., Lee S.-T. Starkeya koreensis sp. nov., isolated from rice straw. // Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 2006. V. 56. P. 2409-2414.

75. Jenni B., Arano M. Xanthobacter agilis sp. nov., a motile, dinitrogen-fixing, hydrogen-oxidizing bacterium. Syst. Appl. Microbiol. 1987. V. 9. P. 254257.

76. Kalbitz K., Schwesig D., Schmerwitz J., Kaiser K., Haumaier L., Glaser B., Ellerbrock R., Leinweber P. Changes in properties of soil-derived organic matter induced by biodégradation. // Soil Biol.Biochem. 2003. V. 35. P. 1129-1142.

77. Kelly D.P., McDonald I.R., Wood A.P. Proposal for the reclassification of Thiobacillus novellus as Starkeya novella gen. nov., comb, nov., in the a-subclass of the Proteobacteria// Int. J. Syst. Evol. Microbiol., 2000. V. 50. P. 1797-1802.

78. Kelly, D.P., and Wood, A.P. Reclassification of some species of Thiobacillus to the newly designated genera Acidithiobacillus gen. nov., Halothiobacillus gen. nov. and Thermithiobacillus gen. nov// Int. J Syst Evol Microbiol., 2000. V. 50, 511-516.

79. Klavins M. Aquatic humic substances: characterization, structure and genesis. Riga.: University of Latvia, 1997. P.234.

80. Kuenh KA., Koehn R.D. A mycofloral survey of an artesian community, within the Edwards Aquifer of central Texas//Mycologia, 1988. V. 80. № 5. P. 646-652.

81. Lang E., Swiderski J., Stackebrandt E., Schumann P., Sproer C. and Sahin N. Description of Ancylobacter oerskovii sp. nov. and two additional strains of Ancylobacter polymorphic// Int. J. Syst. Evol. Microbiol., 2008. V.58. P. 19972002.

82. Li C. Y., Massicotte H. B. and Moore L. V. H. (1992) Nitrogen-fixing Bacillus sp. associated with Douglas-fir tuberculate ectomycorrhizae// Plant and Soil. V. 140. P. 35-40.

83. Lindsay M.R., Webb R.I., Strous M., Jetten M.S., butler M.K., Forde R. J., Fuerst J.A. Cell compartmentalization in Planctomycetes: novel types of structural organization for the bacterial cell. // Archiv. Microbiol., 2001. V. 175.1. P. 413-429.

84. Lyng L. R., Weimer P. J., van Zyl W.H., Pretorius l.S. Microbialcellulose utilization: fundamental and biotechnology// Microbiol. Mol. Rev,. 2002. V. 66. P. 506-577.

85. Malik K.A., Claus D. Xcinthobacter flavus, a new species of nitrogen-fixing hydrogen bacteria// Int. System. Bacterid., 1979. V. 29. P. 283-287.

86. Marmur, J. A procedure for isolation of DNA from microorganisms// J. Mol. Biol., 1961. V. 3. P. 208-214.

87. Moore T., Baziliko N. Decomposition in boreal peatlands. InA Boreal Peatland Ecosystems. Eds. Wieder R.K. Vitt and D.H.// Ecological studies. Berlin Heidelberg: Springer-Verlag, 2006. V.188. P. 125-143.

88. Moore R.L., Schmidt T. J., Poinexter J. and Staley J.T. Deoxyribonucleic acid homology among the caulobacters// Int. J. Syst. Bacteriol., 1978, №28, P. 349-353.

89. Oswald E.T., and Ferchau H.A. Bacterial associations of coniferous mycorrhizae//Plant and Soil, 1968.V. 28. P. 187-192.

90. Padden A.N., Rainey F.A., Kelly D.P., Wood A.P. Xanthobacter tagetides sp. nov., an organism associated with Tagetes species and able to grow on substituted thhiophenes//Int. J. System. Bacteriol., 1997. V. 47. P. 394-401.

91. Poindexter, J. S. The Caulobacters: ubiquitous unusual bacteria J. S. //Microbiological reviews, 1981. V. 45. №1. P. 123

92. Poly F., Monrozier L.J., Bally R. Improvement in the RFLP procedure for studying the diversity of nifH genes in communities of nitrogen fixers in soil// Res. Microbiol., 2001. V. 152. P. 95-103.

93. Rainey P.B., Cole A.L.J., Fermor T.R. Wood D.A. A model system for examinig involvement of bacteria in basiodome initiation of Agaricus bisporus. //Mycol. Res., 1990. V. 94. P. 191-195.

94. Raj H.D. Oligotrophic methylotrophs: Ancylobacter (basonim "Microcyclus" Orskov) Raj gen. nov. Crit. Rev. Microbiol. 1989. V. 17. P. 89-106.

95. Raj H.D. Proposal of Ancylobacter gen. nov. as a substitute for the bacterial genus Micricyclus. Orskov 1928// Int. J. Syst. Bacteriol., 1983. V. 33. P. 397-398.

96. Sahin N. Oxalotrophic bacteria// Res. Microbiol, 2003. № 154, p. 399-407.

97. Schoenlein-Crusius I.H., Milanes A.I., I(a)o Fugica em folhas de Ficus microcarpa If. Microbial no lago frontal situado no Parque Estadual das Fontes do Iriranga, Aduato Ivo//Rev. Microbiol., 1989. V. 20. № 1. P. 128.

98. Seifert K.A. Sapstain of commercial lumber by species of Ophiostoma and Ceratocystis. Ed M. J. Wingfield et al. Ceratocystis and Ophiostoma: Taxonomy, ecology and pathogenicity. St. Paul: APS Press, 1993. P. 141-151.

99. Stead D.E., Sellod J.E., Wilson J., Viney I. Evaluation of a commercial microbial identification system based on fatty acid profiles for rapid, accurate identification of plant pathogenic bacteria // J. Appl. Bacteriol., 1992. V. 72. P. 315-321.

100. Sydow H., Sydow P. Novae fungorum species// Ann. Mycol., 1904. V. 2. P. 162-174.

101. Thienemann A.F. Leben und Umvelt. Vom Gesamthaushalt der Natur. Hamburg: Rowohet, 1956. P. 153.

102. Thormann M.H. The role of fungi in boreal peatlands. In: Boreal Peatland Ecosystems. Eds R.K.Wieder and Vitt D.H.// Ecological studies. Berlin Heidelberg: Springer-Verlag, 2006. V.188. P. 101-123.

103. Timell T.E. Wood Hemicellulose. //Adv. In Carbohydrate Chem. New York, 1964. V. 19. P. 247-302.

104. Torsvik V., Goksoyr J., Daae F.L: High diversity in DNA of soil bacteria // Appl Envoron Microbiol., 1990. V. 56: P. 782-787.

105. Torsvik V., Sorheim R., Goksoyr J. Total bacterial diversity in soil and sediment communities: a review// J. Indust. Microbiol., 1996. V. 17. P. 170178.

106. Uzunovic, D-Q. Yang, P. Gagne, C. Breuil, L. Bernier, A. Byrne, M. Gignac, and S.H. Kim // Can. J. Microbiol. 1999 V. 45. P. 1-9.

107. Van de Peer Y., De Watcher R. Treecon for windows: a software package far the constraction and drowing of evolutionary trees for the Microsoft windows environment//Comput. Applic. Biosci., 1994. V. 10. P. 569-570.

108. Vasilyeva L.V., Semenov A.M: Labrys monahos, a new budding prosthecate bacterium with radial symmetry// Mikrobiologiya, 1984. № 53. P. 8592.

109. Wagner M., Horn M.: The Planctomycetes, Verrucomicrobia, Chlamydiae and sister phyla comprise a superphylum with biotechnological and medical relevance// Curr Opin Biotechnol., 2006. V. 3. № 17. P. 241-249.

110. Wiege J., Wilke D., Baumgarten J., Opitz R., Schlegel H.G. Transfer of the nitrogen-fixing hydrogen bacterium Corynebacterium autotrophicum

111. Baumgarten et. al. to Xanthobacter gen. nov. // Int. System. Bacteriol., 1978. V. 28. P. 573-581.

112. Wiegel J. The Genus Xanthobacter. Prokaryotes. 2006. V. 5. P. 290314.

113. Wietse de Boer, Larissa B. Forman, Richard C. Summerbel, Lynne Boddy. Living in a fungal world impact on soil bacteria niche development// FEMS Microbiology Reviews., 2005. V. 29. P. 795-811.

114. Williams S.T., Robinson C.S. The role of Streptomyces in decomposition of chitin in acid-soils // J.Gen.Microbiol., 1981. Vol. 127. P. 55-63.

115. Xin G.H., Zhou Y.G., Chen W.X. Ancylobacter polymorphus sp. nov. and Ancylobacter vacuolatus sp. nov. // Int. J. Syst. Evol. Microbiol., 2006. V. 56. P. 1185-1188.

116. Xin G.H., Zhou Y.G., Zhou H.L., Chen W.X. Ancylobacter rudongensis sp. nov., isolated from roots of Spartina anglica. II Int. J. Syst. Evol. Microbiol., 2004. V. 54. P. 385-388.

Информация о работе

Зайчикова, Марина Викторовна
кандидата биологических наук
Москва, 2011
ВАК 03.02.03

Диссертация

Диссипотрофные бактерии ксилотрофного сообщества в пресноводных экосистемах - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы