Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Экологический потенциал морских микроорганизмов

ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Экологический потенциал морских микроорганизмов"

На правах рукописи

Кондратьева Любовь Михайловна

ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ МОРСКИХ МИКРООРГАНИЗМОВ

Специальность 03.00.16 - экология АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

Хабаровск -1996 г.

Работа выполнена в Институте водных и экологических проблем Дальневосточного отделения Российской Академии Наук (ИВЭП ДВО РАН), г. Хабаровск

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук Мишустнна И.Е., доктор биологических наук Поповская Г.И., доктор биологических наук Дрюккер В.В.

Ведущая организация — Дальневосточный государственный университет, отделение экологии.

Защита состоится " 16 " мая 1996 г.

в _час. на заседании диссертационного совета Д 063.32.06 при

Иркутском государственном университете по адресу: 664003 г. Иркутск, ул. Сухэ-Батора, 5

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке Иркутского государственного университета

Автореферат разослан "_"__1996 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических паук

Е.С. Купчинская

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Мировой океан, согласно многим концепциям, был колыбелью жизни (Опарин, 1957; Bernai, 1961; Руттен, 1973) и в настоящее время характеризуется высокой продуктивностью за счет существования многочисленных, многозвеньевых трофических цепей с высоким уровнем специализации.

Ведущую роль в этих цепях играют микроорганизмы, которые составляют значительную часть всего разнообразия геномов, представленных на Земле. Природные микробные сообщества принимают участие в преобразовании энергии в общем энергетическом потоке авто- и гетеротрофных блоков различных- экосистем. Они занимают важное место в многомерной иерархической структуре системы живых организмов, объединяя функционально в единое целое множество разрозненных разнообразных природных процессов, включая круговороты наиболее важных элементов, благодаря уникальному многообразию типов питания и способности усваивать самые различные низко- и высокомолекулярные органические соединения.

Особое значение приобретает изучение закономерностей освоения микроорганизмами новых территорий с экстремальными условиями. Колонизирующая способность, стремление закрепиться на различных субстратах обеспечиваются высоким экологическим потенциалом в виде таких показателей как скорость деления, выживаемость, пищевые потребности, ферментативная активность, разнообразные механизмы адаптации. С эволюционной точки зрения - это значительный вклад в понимание биопоэза (биогенеза), истории ранней жизни, скорости ее распространения. С современных позиций - это поиск живых организмов, которые в условиях антропогенного воздействия на окружающую среду обладали бы широкими экологическими возможностями, высокой активностью при интродукции в различные местообитания.

Актуальность проблемы. Из существующих на Земле представителей микробного мира известные виды составляют лишь 5%. Учитывая масштабность той роли, которую играют микроорганизмы в функционировании биосферы и экосистем всех уровней, включая Мировой океан, вовлекаемый в интенсивную сферу человеческой деятельности, особо актуальными становятся исследования биологического разнообразия,

многофункциональности и экологических возможностей морских микроорганизмов. Опубликованный недавно Международный меморандум "Микробное разнообразие - XXI" (Амстердам, сентябрь, 1991 г.) подтверждает актуальность выбранного направления исследовании. Благодаря углубленному изучению микроорганизмов различных местообитаний должен резко повыситься объем совокупного знания о функционировании микробоценозов. Такой подход будет содействовать оценке и возможному использованию потенциала микроорганизмов — в фундаментальных исследованиях, в области биотехнологии, сельского хозяйства, медицины, а также при решении вопросов охраны и рационального использования природных ресурсов.

Для многих специалистов несомненно, что роль микроорганизмов в поддержании гомеостаза биосферы носит исключительный характер, между тем существующих конкретных знаний в этой области недостаточно для того, чтобы прогнозировать их реакцию на изменяющиеся условия внешней среды. Актуальность' изучения поведения микроорганизмов в экстремальных условиях тесным образом связана с глобальными проблемами экологии, с сохранением всего биологического многообразия планеты Земля и ее Мирового океана.

Принимая во внимание уникальное видовое разнообразие морских микроорганизмов, возможность интродукции морских микроорганизмов в различные экосистемы (наземные и искусственно создаваемые человеком); слабую изученность биологической активности морских микробоценозов, участвующих в контаминации различных субстратов; ограниченные сведения о закономерностях функционирования микробных сообществ в зоне активного вулканизма островных экосистем; немногочисленные данные о механизме бактериальной деструкции и трансформации полимерных субстратов морских макрофитов, происходящих в экстремальных условиях приливно-отливнон зоны; возможность микробиологической трансформации остатков морских растений, загрязняющих побережье и отходов переработки морской продукции в биологически активные соединения; интенсивное антропогенное воздействие на морские экосистемы, мы -■ провели исследования, направленные на изучение потешшальпых возможностей морских микроорганизмов, обеспечивающих их функционирование в экстремальных условиях на различных субстратах.

Связь работы с крупными программами. Материалы диссертационной работы получены при выполнении ряда научно-исследовательских

программ и проектов: Проект N 7 международном программы "Человек и биосфера (МАВ) по теме "Экология и рациоиалыюе использование островных экосистем", 1976-1980; "Природные процессы в экосистемах Притихоокеанья. Разд. 2. Закономерности развития и функционирования микробоценозов в почвах и почвообразующих породах", N Гос. регистрации 77074617, 1976-1980; "Экология и функционирование почвенных микроорганизмов и микрофауны в экосистемах Дальнего Востока", N Гос. регистрации 02860.050452, 1980-1985; "Выявление новых видов бактерий и мнкроартропод и возможность их использования в народном хозяйстве на основе изучения их физиолого-биохимических свойств", N Гос. регистрации 0182.3.055462, 1981-1985; "Микробиологическая конверсия биомассы с целью получения ценных продуктов из отходов, загрязняющих окружающую среду", N Гос. регистрации 01.86.0.102167, 1986-1991, по постановлению ГКНТ N167, от 20.04.1984 и распоряжению АН СССР N 10103-1286 от 09.08.1984: задание отделения биохимии, биофизики и химии физиологически активных соединений по программе "Изучение живой природы, включая вопросы биотехнологии". Тема 6 "Биохимическая переработка растительного сырья", N Гос. регистрации 01.9.10.018229, 19891995; Тема 7. "Организация и устойчивость микробиологических систем и закономерности их антропогенных изменений", N Гос. регистрации 01.9.10.018230, 1989-1995; про1рамма научно-технического сотрудничества предприятий Минмедбнопрома СССР с НИИ ДВНЦ АН СССР, задание N5 "Поиск среди морских и термофильных микроорганизмов новых потенциальных продуцентов биологически активных веществ", 19871990. Утверждена 14.1.1987 г. Министерством медицинской, и микробиологической промышленности. Часть материалов получена при разработке научных основ региональной программы "Продовольственный комплекс Дальнего Востока по реализации продовольственной программы СССР на период до 1990 года" и при выполнении межотраслевого координационного плана по развитию и формированию продовольственного комплекса Дальнего Востока (1981-1985 гг.), а также при выполнении научно-технического задания 0.74.01 (СЭВ) "Исследование мирового океана, его шельфов, окраинных и внутренних морей и освоение их минеральных и биологических ресурсов", 1980-1985; и хоз. договора "Влияние Тугурской ПЭС на экологию Тугурского залива и его береговых биогеоценозов" N 15.1.10.88 (1988-1991 гг.).

Цель II задами исследований. Цель многолетних исследований, (1976 — 1996 гг.), заключалась в следующем: выявить биологические особенности и раскрыть механизмы адаптации морских микроорганизмов, обеспечивающие их расселение по различным биотопам и разработать научные основы практического применения потенциальных возможностей морских микроорганизмов в биотехнологии, сельском хозяйстве, при решении вопросов охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов.

Основные задачи исследований:

1. Провести анализ видового разнообразия физиолого-морфологических групп морских микроорганизмов и изучить особенности их метаболизма в экстремальных условиях прибрежных биотопов: зона пеплопа-да островных экосистем и приливно-отливная зона.

2. Изучить закономерности заселения вулканокласгов (вулканогенных пород) и показать роль морских бактерий в первичном почвообразовании в районах с активной вулканической деятельностью; определить физнолого-биохимические свойства и кинетические характеристики первых колонистов, исследовать внутри- и межпопуляционные взаимоотношения при формировании первичных микробных сообществ в зоне пеплопада.

3. Установить механизм бактериальной деструкции полимерных субстратов, входящих в состав морских макрофитов (агар-агар, альгнно-вая кислота, ламинарии), определить специфические продукты трансформации и выявить среди обитателей литорали высокоактивные штаммы микроорганизмов-продуцентов гидролитических ферментов.

4. Показать способность морских микроорганизмов к росту на искусственных гидролизных средах, приготовленных из отходов цедлю-лозно-бумажной промышленности и провести поиск возможных путей микробиологической утилизации органических остатков морских водорослей и трав с целью получения биологически активных продуктов и соединений.

5. Показать эффективность использования морских микроорганизмов как индикаторов антропогенного воздействия на морские экосистемы при экологическом мониторинге, установить связь между структурой микробного комплекса литорали и характером антропогенного воздействия, дать микробиологический прогноз возможных экологических последствий в прибрежной морской зоне, после строительства приливной электростанции.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА И ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ

Изучены процессы первичной бактериальной колонизации, протекающие на пирокластических материалах в зоне активного вулканизма. Выявлены морфологические и физиолого-биохимическне особенности первых »(продуцентов, описаны два новых вида бактерий (Flavobacterium vulcanense sp. nov., Micrococcus melaninogenerans sp. nov.).

Установлена важная роль адсорбции микроорганизмов в освоении и преобразовании пирокластических материалов. Активная адсорбция морских бактерий на пепловых частицах способствует адгезии других контаминирующих микроорганизмов и оказывает существенное влияние на характер микробной сукцессии при формировании первичных микро-боценозов. Доказано важное значение аутометаболитов, как ведущего внутрипопуляционного фактора, регулирующего численность первичных микробоценозов. Выявлены закономерности роста популяций и смешанных бактериальных ассоциаций в условиях, имитирующих природные условия зоны пеплопада.

Показано, что в приливно-огливной зоне морей функционирует специализированная гр\ппа микроорганизмов - многопрофильных де-струкюров с высоким уровнем адаптации к экстремальным условиям среды обшания. Доминирующее положение среди них занимают нокар-диоформные организмы с высокой гидролитической активностью. Выделены и описаны один новый вид бактерий (Arthrobacter rhodochrous sp. nov.) и подвид (Cytophaga albogilva subsp. agarovora), обладающие муль-тиферментными системами и участвующие в расщеплении труднодоступных полимерных соединений морских водорослей и трав. Выделена и описана новая культура бактерий Nocardia sp. А-7, синтезирующая фермент 1,3-Р-глюканазу. Описан новый механизм бактериальной деградации альгиновой кислоты (основного компонента бурых водорослей) с образованием 5-оксипиколиновой кислоты.

Установлена способность морских дрожжей к росту на искусственных гидролизных средах. Селекционирован новый штамм каротинсинте-зирующих дрожжей Rhodotorula glutinis R-2 (авт. св-во N 1085235 от 8.12.1983 г.), способный к росту на гидролнзатах древесины и сульфитном щелоке.

Установлено, что при поступлении аллохтонных органических соединений в прибрежные воды изменяется не только структура микробоце-ноза, но и ферментативная активность отдельных физиологических групп, участвующих в деструкции макрофитов.

Практика многолетних исследований показала, что поиск высокоэффективных продуцентов гидролитических ферментов и биологически активных соединений следует проводить среди морских бактерий, обитателей разнообразных субстратов.

Бактерии, выделенные из вулканических пеплов могут быть рекомендованы как стимуляторы гумусообразования при рекультивации почв и для ускорения процессов почвообразования на нарушенных горными разработками территориях. Меланинсинтсзирующие бактерии могут быть использованы в медицине в качестве радиопротекторны.ч и антираковых агентов.

Проведены полупромышленные испытания по культивированию карогинсинтсзирующнх дрожжей на сульфитном щелоке (Амурский ЦКК). Выпущена пробная партия кормовых дрожжей на основе смешанной культуры с промышленным штаммом. Материалы по использованию дрожжей с А-витаминной активностью в качестве кормовой добавки переданы на Хорский биохимический завод (Хабаровский край) и представлены в Главное управление микробиологической промышленности (Ы документа 16004-1159 от 20.04.82 Президиум ДВНЦ АН СССР).

Разработан способ получения кормовой добавки, обогащенной белком и каротином, из малоценного сырья (отходы агаровою производства, штормовые выбросы морских водорослей и трав), предложены различные способы обработки остатков морских растений для их микробиологической трансформации в бнотехнологичсском производстве.

Составлен микробиологический прогноз возможных экологических последствий после изоляции части морского залива в связи со строительством приливной электростанции (Проект строительства Тугурскон ПЭС, Охотское море).

ОСНОВНЫЕ ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1. Микроорганизмы прибрежных экстремальных зон выполняют важную стабилизирующую функцию в разнообразных биосферных процессах благодаря высокому экологическому потенциалу, выражающемуся через лабильность метаболизма, гетерогенность популяций и уникальную способность к интродукции в-различные экосистемы, создаваемые природой и человеком.

2. В экстремальных условиях приливно-отливной зоны морей функционирует специфическая группа многопрофильных деструкторов, среди которых огромное множество потенциальных продуцентов разнообразных ферментов и биологически активных соединений.

3. В качестве эффективного показателя экологического состояния прибрежных морских мелководий и для выявления характера антропогенного загрязнения предлагается использовать анализ соотношения физиологических групп микроорганизмов и их ферментативной активности.

Личный вклад соискателя. Диссертантом сформулированы цель и задачи исследовании, разработаны методы изучения механизмов адаптации микроорганизмов к экстремальным условиям двух мало изученных биотопов (зона пеплопада, супралнтораль). Автор принимал непосредственное участие в сборе образцов, выделении, изучении и идентификации микроорганизмов, в постановке экспериментов, анализе и обобщении полученных данных, определил направление их практической реализации.

Апробация результатов диссертации. Основные положения диссертационной работы были доложены на рабочем совещании по проекту N7 Международной программы "Человек и биосфера" "Экология и рациональное использование островных экосистем", Владивосток, 1978; XIV Международном Тихоокеанском конгрессе, Хабаровск, 1979; Всесоюзном симпозиуме "Микробные сообщества и их функционирование в почве", Чернигов, 1979; Втором Всесоюзном симпозиуме "Биодинамика почвенных процессов", Таллинн, 1979; Всесоюзном симпозиуме "Микроорганизмы как компонент биогеоценоза", Алма-Ата, 1982; VII съезде Всесоюзного микробиологического общества, Алма-Ата, 1985; II Всесоюзном совещании "Техническая биоэнергетика, Саратов, 1985; VI Всесоюзном вулканологическом совещании "Вулканизм и связанные с ним процессы", Петропавловск-Камчатский, 1985; Конференции "Биоценоз в природе и промышленных условиях", Пущино, 1985; III

Всесоюзной конференции "Биосинтез ферментов микроорганизмами", Кобулети, 1986; IV Всесоюзной конференции "Биосинтез ферментов микроорганизмами", Ташкент, 1988; Всесоюзной конференции "Биотехнология и биофизика микробных популяций", Алма-Ата, 1991; на научно-практической конференции "Проблемы зашиты окружающей среды и рационального использования природных ресурсов Дальнего Востока", Южно-Сахалинск, 1991; рабочем совещании по международному проекту "Промышленное развитие и охрана окружающей среды", Вашингтон, 1993; конференции "Интродукция микроорганизмов в окружающую среду", Москва, 1994; Международной конференции "Современные проблемы гидроэкологин", Санкт-Петербург, 1995.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 38 работ, в том числе авторское свидетельство и монография.

Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, 6 глав, выводов и списка цитированной литературы из 540 наименований (218 на иностранном языке). Диссертация изложена на 412 страницах, иллюстрирована 41 рисунком и 60 таблицами.

Автор выражает глубокую признательность директору ИВЭП ДВО РАН академику РАН И.П. Дружинину за всестороннюю поддержку в работе, д.б.н. Т.В. Аристовской и д.б.н. Тен Хак Муну за ценные советы при обсуждении основной концепции исследований. Автор искренне благодарен д.б.н. С.Д. Шлотгауэр, д.б.н., проф. Н.К. Христофоровой, д.б.н. Л.Т. Крупской, д.г.-м.н. П.В. Ивашову за нелегкий труд по ознакомлению с работой и за полезные советы и пожелания. Автор благодарит за помощь и поддержку в работе сотрудников лаборатории геомикробиологии, ныне лаб. микробиологического превращения органических остатков ИВЭП ДВО РАН к.б.н. Л.А. Гаретову, м.н.с. О.В. Павлюшину, вед. инженеров Т.Ф. Касперскую и H.H. Иванову, а также коллег из других подразделений института. Особую благодарность автор приносит С.И. Ермоленко, Л.М. Чухлебовой, Э.В. Аднагулову за помощь в компьютерном и графическом оформлении работы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении изложена актуальность проблемы, сформулированы цель и задачи исследовании, показаны научная и практическая значимость полученных экспериментальных данных, апробация работы.

В литературном обзоре рассматриваются эволюционный аспект космополитизма морских микроорганизмов, возможность их интродукции в новые местообитания, роль морских бактериальных сообществ в важных биогеохимических процессах биосферы, в ходе которых преобразованию подвергаются самые разнообразные субстраты, как магматические вулканогенные материалы, так и высокомолекулярные полимерные соединения (естественного и антропогенного происхождения), рассматривается потенциальная возможность использования морских микроорганизмов как продуцентов разнообразных биологически активных продуктов.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИИ

Для изучения способности морских микроорганизмов развиваться при различных экологических условиях были выбраны два местообитания, значительно отличающихся друг от друга по набору лимитирующих факторов: зона пеплопада островной экосистемы и литораль Охотского и Японского морей.

В качестве субстрата для выделения микроорганизмов из зоны пеплопада использовали ппрокластический материал вулкана Тятя (о. Кунашир), отобранный через 3 года после извержения (1973 г.), в частности его мелкую фракцию (0,5-2 мм), называемую пеплами. Частицы пепла состоят главным образом из алюмосиликатов или магнетита и возникают в результате разрыва магмы расширяющимися вулканическими газами (Мархинин, 1974). Будучи первоначально стерильными, пеплы быстро подвергаются микробной контаминации. Имея пористую структуру, минералогический состав с незначительным содержанием специфических органических соединений, синтезируемых во время извержения, вул-канокласгы представляют своеобразны!'] субстрат для первопоселенцев. В результате извержения вулкана Тятя, длившегося две недели, на земную поверхность было выброшено около 0,2 км3 вулканогенных пород, накрывших мощным слоем территорию в 21 тыс. км-.

Учитывая своеобразие экологических условий в зоне пеплопада, выделение микроорганизмов проводили на обедненных питательных средах с различными источниками углерода и азота (среды Мишустиной, Федоровой, Эшби, голодный и субстратный агар, разбавленная среда Аристовской).

Десорбцию бактерий с пепловых частиц проводили с помощью ультразвукового диспергатора УЗДН-1. Силу бактериальной адгезии к пепловым частицам определяли методом отрыва с применением высокоскоростной центрифуги (Звягинцев, 1973).

Динамику роста бактерий на вулканических пеплах в модельных опытах изучали в мембранных камерах, изготовленных из бактериальных фильтров "Synpor" (ЧСР) N 6 (Зыкина, Аристовская, 1974; Муромцев и др. 1977; Никитина, Антоненко, 1975).

Особые экстремальные условия для морских микроорганизмов существуют в приливно-отливной зоне морей, в местах скопления разнообразных органических остатков природного и антропогенного происхождения. Существенную роль играет отмирающая растительность, масса которой представляет широкий набор порой уникальных и инертных полимерных соединений.

Образцы штормовых выбросов макрофитов отбирали на литорали Японского моря (Татарский пролив), Охотского моря (Тугурский залив). Выделение микроорганизмов проводили (после предварительной обработки образцов на УЗДН-1) на агаризованной модифицированной среде Zo Bell (Методы общей бактериологии, 1984) и па пептонном агаре с 3/и морской соли. Для выявления специализированных групп бактерий-деструкторов использовали накопительные культуры с 0,2% полимерных соединений (агар-агар, каррагинап, ламинарии, пектин, зостерпн, манпит, альгиновая кислота, хитин, крахмал, целлюлоза, дрожжевой глюкам, пус-тулан, пахиман).

Фпзиолого-биохимические признаки бактерий, выделенных из различных мест обитания изучали общепринятыми в микробиологии методами (Большой практикум по микробиологии, 1962; Методы изучения почвенных микроорганизмов и их метаболитов, 1966; Родина, 1966; Практикум по микробиологии, 1976; Методы общей бактериологии, 1984). Альгинатразрушающих бактерий выделяли по методу Кимуры (Kimura, 1961). Деструкцию альгиновой кислоты изучали в жидкой среде Zo Bell, содержащей 2 г/л полисахарида. О трансформации судили по изменению

концентрации редуцирующих Сахаров и спектров поглощения культу-ралыюй жидкости (КЖ). Сахара определяли с помощью трифенилтетра-золия хлористого (Егоров, 1983). Фракционирование КЖ осуществляли гельфильтрациеП на ссфадексе G-25, разделение на фракции на катионите "Dowex" 50 х 2 (Н+) п методом тонкослойной хроматографии на "Silufol UV-254". Идентификацию продуктов трансформации проводили по схеме, предложенной А.П. Беловым с соавторами (1984 г.). Накопление 5-оксиликолиновой кислоты фиксировали по спектрам поглощения на СФ-46 (200-360 им). О деполимеризации агар-агар судили по изменению вязкости агар-агара на вискозиметре ВПЖ-4 при 60° по времени истечения из капилляра.

Целлюлазную активность определяли на твердых питательных средах с Na-КМЦ по цветной реакции с конго-красным (Teather, Wood, 1982), ДНК-азную активность с раствором толуидинового синего (Методы общей бактериологии, 1984), лнпазную — на желточном агаре Холдена Оамжс).

Для изучения (З-глюканазной активности использовали модельные соединения с известным типом связей: ламинарии 1,3-1,6-Р-глюкан, пустула н - 1,6-Р-глюкан, пахиман - 1,3-Р-глюкан. Ферментативную активность определяли в культ)ралыюй жидкости после отделения клеток центрифугированием (10000 об/мин, 15 мил)- Величину глюканазной активности оценивали по накоплению восстанавливающих Сахаров методом Нельсона-Шомоди (Захарова, Косен ко, 1982). За условную единицу активности р-глюканазы принимали эквивалентное количество глюкозы (мг), образующейся в I мл среды. Удельную активность выражали в мМ глюкозы, образующейся за 1 час в пересчете на 1 мг белка. Белок определяли по Лоури (Lowry et al., 1951). Для исследования влияния ионов тяжелых металлов на активность глюканазы использовали 1 мМ растворы их солей в аиетатно-аммиачном буфере (рН=7) при температуре 30° С.

Лигнолитическую активность определяли спсктрофотометрически (СФ-46) по спектрам поглощения КЖ (200-360 нм). В качестве субстратов использовали 0,01% лпгноцеллюлозы, лигнина (растворимого в диокса-не), ванилина, дегидродиванплина, вератровой и 2-метокси-4-формилфеноксиуксусной кислот.

Клеточный цикл развития бактериальных культур изучали в жидких средах, содержащих 7% глицерина путем прямого микроскопирования ("Ьиолам" и МБИ-15). Препараты для электронного микроскопа "Tesla-

BS-613" контрастировали фосфорно-вольфрамовой кислотой или путем напыления хромом (Уикли, 1975). При люминесцентном микроскопирова-нии препараты окрашивали акридин-оранжевым (Михайлов, Дьяков, 1961).

Выделение и классификацию пигментов проводили известными методами (Лях, Рубан, 1972; Феофилова, 1974). Нуклсогидный состав ДНК бактерий определяли по методу Мармура и Доти (Marmur, Doty, 1962). Химический состав клеточной стенки изучали в гидролизагах целых клеток (Becker et al., 1964; Lcchevalier, 1970).

Радиорезистентность бактериальных клеток определяли по выживаемости в условиях ультрафиолетового облучения, которое проводили в кварцевой посуде дробными дозами в течение 1,5, 10, 15 мин (УФ-лампа ДРТ-220, расстояние 50 см).

Идентификацию бактерий проводили по определителю Бсрджи (Bergey's Manual of Systematic Bacteriology, 1984, 1986) и согласно современным требованиям номенклатуры микроорганизмов (Lessei, 1970; Skerman, 1959; Квасников, Писарчук, 1980; Головлев, 1983; Yamada, Komagata, 1972; Stanicr et al., 1976; Goodfcllow, Alderson, 1977; Seiler, 1983)'.

Для выделения и определения дрожжей из различных мест обитания (зона пеплопада, литораль) использовали общепринятые руководства (Бабьева, Голубев, 1979; Lodder, 1970; Barnelt et al., 1983; Krcger van Rig, 1984).

Периодическое и полунепрерывное культивирование осуществляли в колбах Эрленмейера объемом 300 мл со 100 мл среды на качалках (150-200 об/мин) и в лабораторном ферментере (рабочий объем 800 мл -аэрация 1л/мин/1 л среды). Кинетические параметры роста ц max и Ks определяли методом "острых опытов" (Иерусалимский, Неронова, 1965).

Качественный состав аминокислот и моносахаров в гидролизатах морских растений определяли методом бумажной и тонкослойной хроматографии (Плсшков, 1976). Белок в биомассе дрожжей определяли по Бернштейну (там же). Содержание каротииоидов измеряли спектрофото-метрическн (СФ-46) при длине волн 450, 509, 536 им и рассчитывали на ЭВМ ЕС-1066, используя уравнение А.С.Вечер и А.Н.Куликовой (1967 г.).

Достоверность полученных экспериментальных данных при изучении динамики роста бактериальных популяции оценивали по критерию достоверности разности средних (Плохикскнй, 1967). Обработку результатов проводили на ЭВМ. Графики строили с использованием десятично-

го и двоичного логарифмов (Кпогге е1 а!., 1978). При проведении модельных опытов применяли методы математического планирования эксперимента (Максимов, 1971; Максимов, Федоров, 1969).

РОЛЬ МОРСКИХ БАКТЕРИЙ В КОЛОНИЗАЦИИ ВУЛКАНОГЕННЫХ СУБСТРАТОВ.

Хотя процессы выветривания и почвообразования на вулкано-кластах давно привлекают внимание геологов и почвоведов, сведения о роли биогенного фактора, в частности, микроорганизмов в этих процессах весьма ограничены. На вулканогенных породах могут формироваться различные по плодородию почвы, что в значительной мере определяется направленностью микробиологических процессов. Скорость вовлечения территорий, подверженных периодическим пеплопадам в почвообразование, зависит от начальных этапов формирования микробных сообществ, начиная с момента колонизации вулканокластов микроорганизмами.

Природа предоставила нам возможность проследить начальные этапы заселения вулканических пеплов микроорганизмами после извержения в 1973 году вулкана Тятя (о. Кунашир, Курильская гряда). Будучи окруженной морями, эта островная экосистема быстро заселяется разнообразными формами микроорганизмов. Однако в экстремальных экологических условиях зоны пеплопада (рыхлость сложения пепловых частиц, промывной режим, высокая засоленность, интенсивное УФ-облучение, низкое содержание органических соединений) происходит отбор форм с особым типом метаболизма.

Так, через 3 года после извержения основную массу среди первопоселенцев составляли олиготрофные, олнгонитрофильные, хромогенные бактерии. Некоторые из них оказались устойчивыми к повышенным концентрациям солей (до 20"« \гаС!) и воздействию УФ-лучей (2-часовая экспозиция при мощности излучения 30 эрг/мм2 в мин).

При детальном изучении физнолого-биохимических и морфологических признаков выделенных бактерий были определены биологические особенности, обеспечивающие их выживаемость: галотолерантность, олигокарбофильность, биосинтез защитных пигментов (меланины, каро-тиноиды, продегиозинподобные пигменты), наличие специализированных морфологических структур (шипы, фимбрии, полисахаридные капсулы), способствующих прикреплению к субстрату.

В главе приводится подробное описание двух новых видов бактерий, выделенных автором из вулканических пеплов, - Flavobacterium vulcanense sp. now и Micrococcus melaninogenerans sp. nov., обладающих высоким экологическим потенциалом для выживания на вулканокластах.

Показано важное экологическое значение бактериальной адсорбции в колонизации вулканокластов. Вследствие рыхлого сложения зона пепло-пада подвергается интенсивной ннфилырации атмосферными осадками. Однако пористая поверхность пепловых частиц способствует закреплению на них отдельных видов бактерий. На примере 9 штаммов микроорганизмов, выделенных из зоны пеплопада вулк. Тятя, установлено, что адсорбционная способность микроорганизмов варьировала от их таксономического положения и возраста (табл. 1). Проведено определение емкости поглощения п степени полного насыщения пеплов микроорганизмами. Отмечено, что некоюрые виды бактерий, обладая большой силой адгезии и сродством к пепловым частицам, могут вытеснять другие, ранее адсорбированные на поверхности, либо способствовать закреплению вновь поступающих микроорганизмов.

Подробно рассматривается механизм адсорбции микроорганизмов на вулканических пеплах. Показано, чго в основе бактериальной адгезии на вулканокластах лежат не только физико-химические процессы адсорбции, связанные с наличием "вакантных посадочных" мест на поверхности субстрата, которые описываются уравнением Ленгмюра (Fletcher, 1977). Экспериментально показано, что адсорбция бактерий на вулканических пеплах определяется биологическими процессами, такими как склеивание посредством полимерных соединений полисахаридной природы и прикрепление с помощью специализированных морфологических структур.

Установлено, что максимальная интенсивность адсорбции характерна для культур, находящихся в экспоненциальной фазе роста. По мере старения культуры эта величина уменьшается почти вдвое и остается в дальнейшем постоянной, что выражается в снижении вязкости культу -ральной жидкости и исчезновении полисахаридных капсул вокруг клеток. В отличие от адгезивных полимерных соединений, характерных в основном для молодых культур, образование фимбрии может наблюдаться как у молодых, так и у довольно зрелых культур. При определении силы адгезии флавобактерий к пепловым частицам установлено, что при использовании силы отрыва, равной 6,7 х 106 дпн/кл, отрывалось всего

Таблица 1

Адсорбция микроорганизмов на вулканических гтеплах.

Микроорганизмы Количество адсорбированных клеток, %. от исходного

2-суточная культура 7-суточная культура

Mycobacterium muscus 0 0

Mycobacterium luteum 5,1 0

Mycobacterium flavum 19,0 6,0

Sarcina flava 19,0 18,0

Micrococcus melaninosenerans 21,0 6,0

Bacillus mesentericus 9,0 8,0

Flavobacterium vulcanense 65,0 30,0

Micrococcus roseus 16,0 не проверяли

Rhodotorula sp. 19,0 не проверяли

25% клеток. Лишь после трехкратного отмывания клеток физиологическим раствором доля оторвавшихся клеток повысилась до 40%, т.е. больше половины отмытых клеток были способными к адсорбции. Клетки флавобактерпй удалялись со стекла в водной среде только соскабливанием. Показано, что флавобактерии способствуют адгезии других видов бактерий на поверхности пепловых частиц. Так, Sarcina flava на свежих пеилах адсорбировалась в количестве 18-20% от исходного числа клеток в суспензии. После проведенной предварительной адсорбции флавобактерпй на пеплах прикреплялось до 40% клеток сарцины. Таким образом, бактериальная адсорбция на пористых пепловых частицах является важным фактором, способствующим распространению и колонизации микроорганизмами пепловых толщ и формированию первичных мнкробоцено-зов в зоне пеплопада.

В начальный период колонизации вулканических пеплов еще рано говорить о микробном сообществе как о сформированной уравновешенной динамической системе, в которой каждый член популяции тесно взаимосвязан с другими членами сообщества. Однако на начальных этапах адаптации первых поселенцев к новому месту обитания между ними могут возникать определенные взаимоотношения за счет продуктов метаболизма и вследствие конкуренции за лимитированные источники питания.

В ходе аутоэкологических исследований с доминирующими представителями зоны пеплопада было проведено определение кинетических

параметров роста в периодической культуре при различных концентрациях лимитирующего субстрата. Показано, что первопоселенцы имели близкие по значению константы Михаэлиса-Ментен (характеризующие сродство к субстрат)'), но различались по максимальным скоростям роста. Установлено, что развитие микрококков описывается уравнением Моно, а рост флавобактерий подчиняется закону одновременного лимитирования-ингибирования (Псчуркин, 1978), когда низкие концентрации субстрата лимитируют, а высокие ингибируют рост бактериальных популяций. Этот факт позволяет сделать вывод о том, что развитие флавобактерий при низких концентрациях органических веществ в значительной мере определяет их высокую конкурентоспособность и дает основание предполагать, что тех незначительных количеств органических соединений, синтезированных во время извержения (Мархинин, 1974), может быть достаточно не только для поддержания жизнеспособности такого рода микроорганизмов, но и для более энергоемкого процесса размножения.

Рассмотрен процесс ауторегуляции бактериальных популяций продуктами собственного метаболизма. Полученные экспериментальные данные по влиянию аутометаболитов различных фаз роста на развитие бактериальных популяций хорошо согласуются с известным в экологии принципом Олли (Brock, 1966), согласно которому как "недонаселенность", так и "перенаселенность" оказывают сдерживающее влияние на развитие популяций. Продукты метаболизма микроорганизмов могут способствовать эффекту кооперации при освоении новых мест обитания или ингибировать рост за счет создания "застойных мнкрозон". В зоне пеплопада вследствие рыхлого сложения вулканокластических материалов .первые колонии микроорганизмов промываются инфиль-трующимися атмосферными осадками, что способствует разрушению застойных микрозон и расширению заселяемого микроорганизмами пространства.

Модельными экспериментами по интродукции флавобактерий в вулканические пеплы (метод мембранных камер) было показано, что численность бактерий подвержена кратковременным флуктуацням, за счет внутрипопуляционных механизмов регуляции, обеспечивающих динамическое равновесие между процессами размножения и отмирания клеток. В естественных условиях численность микробных популяций находится под контролем не только внепопуляционных и внеценотических факторов (температура, влажность, рН, запас питательных веществ и др.), но и

определяется внутрипопуляционными факторами, в частности, продуктами жизнедеятельности микроорганизмов.

При исследовании динамики развития многовидовой микробной ассоциации (из 10 штаммов) в периодической культуре, максимальное видовое разнообразие было установлено в начале экспоненциальной фазы роста. В ходе логарифмического нарастания общей биомассы ассоциации видовой состав изменялся и сопровождался вытеснением отдельных видов. В ходе сукцессии и элиминации неконкурентоспособных видов ассоциация переходила в стабильное состояние, которое поддерживалось всего 4 видами.

Более детальные исследования взаимоотношений между доминирующими видами были проведены в модельных опытах с двух и трехвидо-выми бактериальными ассоциациями (рис. 1). Для определения характера взаимоотношений использовали уравнение Л.Р. Гинзбурга (1975). Решение этого уравнения с использованием полученных нами экспериментальных данных может быть представлено в следующем виде:

0,263 < 0,652 для Г. \ ulcanense + М. гозеш

0,338 < 0,644 для Г. \ulcanense + М. melaninogenerans, т.е. для двухвидовых ассоциаций характерны конкурентные взаимоотношения, заканчивающиеся элиминацией микрококков. Совсем неожиданный результат получен при совместном росте трех видов. Доминирование флавобактерий наблюдалось в течение всего эксперимента, однако без вытеснения микрококков. Вероятно, при росте в смешанной ассоциации, состоящей более чем из двух видов, характер взаимоотношений не определяется кинетическими параметрами роста. В этом случае в силу вступают механизмы регуляции продуктами метаболизма, которые не учитываются при моделировании взаимоотношений.

Для количественного выражения взаимоотношений между популяциями использовали индекс взаимодействия (Печуркин, 1978). Установлено, что в первые 4-5 суток (табл. 2) виды индифферентны друг к другу, но затем начинают проявляться отрицательные взаимодействия, связанные с лимитированием субстрата. После вытеснения одного из видов коэффициент вновь стремится к 1.

в в М К (утт

ин

! г к /г

10

Рис. I. Рост двух- и трехвидовых бактериальных ассоциаций в периодической культуре (где N численность): А - Р. уикапепБе (1) к М. гозеиэ (2), Б - Р. \ulcanense (1) н М. те1атпо§спегап5 (2), В - Р. уЫсапепэе (1) и общая численность микрококков (2).

Таблица 2

Индексы взаимодействия микроорганизмов в смешанной ассоциации.

Сутки Р. уикапепБе Р. уЫсапепве М. говеив М. тектто-

+ М. гозеи5 + М. те1аш- + Р. \ ulcan- аепегапБ

nogencrans спБе + Р. \ulcan- епБС

3 1,56 — 0,253 —

4 1.27 " 1,21 0,109 1,080

5 0,69 1,24 0,068 0,470

7 0,60 0,73 0,060 0,200

8 0,50 0,93 0,014 0,060

9 0,40 — — 0,036

10 • — 0,91 0,011 0,026

И — 1,04 — 0.016

14 0,86 1,50 — 0,014

Примечание: — определение не проводилось.

Таким образом, возможность формирования сложных микробопс-нозов в зоне пеплопада будет определяться биологическими особенностями первопоселенцев, их кинетическими характеристиками, способностью продуцировать специфические адаптационные продукты метаболизма. Увеличение видового разнообразия будет зависеть от обогащения вулканокластов органическими веществами поступающими извне, а также за счет метаболитов первых колонистов и продуктов трансформации заселяемого ими субстрата.

БАКТЕРИАЛЬНАЯ ДЕСТРУКЦИЯ ПОЛИМЕРНЫХ СУБСТРАТОВ МАКРОФИ-ТОВ ЛИТОРАЛИ.

Рассматривается важная роль морских микроорганизмов в деструкции и трансформации полимерных субстратов, входящих в состав остатков макрофитов, выбрасываемых на берег во время штормов и приливов-отливов. Скопления разнообразных водорослей (РЬаеорЬиа. Я1юс1орЬу1а, СЫогорЬчТа) представляют неоднородный субстрат, богатый простыми сачарами (маннит, сахароза, трегалоза), полисахаридами (агар-агар, ламинарии, целлюлоза, альгиновая кислота), пептидами, витаминами и микроэлементами. Этот с\бстрат служит своеобразно!! экологической нишей для развития мноптх гетеротрофных микроорганизмов. Специфика протекающих процессов разложения органических остатков в литоральной зоне морей сопряжена с особыми экологическими условиями: периодичность осушения и обводнения, повышенная засоленность, температурные перепады, интенсивная инсоляция. Поэтому из всех микроорганизмов, закрепившихся на поверхности макрофитов, жизнеспособными оказываются лишь некоторые формы, устойчивые к экстремальным условиям нового местообитания.

Дана подробная фитолого-биохимическая характеристика бактерий, населяющих остатки морских водорослей и трав, значительную долю среди которых составляют корннеформные бактерии, характеризующиеся галотолсрантностыо, способностью синтезировать разнообразные по природе пигменты и утилизировать широкий спектр органических соединений. Эффективность использования субстрата обусловлена ускоренным жизненным циклом с преобладанием кокковиднон формы клеток. Приводится описание нового вида бактерий Ап1тгоЬас1ег гоёосЬгоиБ Бр. по\\ (ДВ-29), синтезирующего продигиозинподобные пигменты. Показано, что устойчивость этих бактерий к экстремальным экологическим факторам

обеспечивается гетерогенностью популяции по пиг\Гснтогенезу, благодаря которой при изменении условий окружающей среды может происходить функциональная перестройка между различными по активности субпопу-ляциямн. Наличие гибкой системы пигментогенеза позволяет исходной популяции быстро адаптироваться к изменяющимся условиям среды обитания. Показано, что у нового вида бактерий существует два механизма устойчивости к облучению. Первый связан с синтезом активных предшественников пигментов белковой природы, влияющих на ферменты репарации, второй — с синтезом оранжевой фракции продигиозинподобного пигмента.

Большое внимание в главе уделено бактериям-деструкторам разнообразных полимерных соединений, входящих в состав морских водорослей н трав. Высокой гидролитической активностью характеризуются бактерии из рода МосагШа. Эти организмы, благодаря своей способности к мнкоидному (расползающемуся) росту, могут довольно быстро "завоевывать" новые пространства и расселяться по поверхности субстрата. Отличительная черта морских нокардий — лабильность метаболизма, связанная с наличием полифункциональпой системы гидролитических ферментов. Выявлена группа МосагШа, продуцирующая по 4-5 гидролитических ферментов, в том числе амилазу, протеазу, альгнназу, ламннарнна-зу, агаразу, пектиназу, целлюлазу.

Описан новый механизм деструкции альгиновой кислоты с образованием уникального для бактерий гетероароматического соединения 5-оксипнколиновой кислоты (5-ОПК) (рис. 2). Трансформация альгиновой кислоты происходит при широком диапазоне рН. В процессе участвуют два типа альгиназ - кислая и щелочная (рис. 3).

Показана экологическая значимость биосинтеза 5-ОПК. Это соединение выполняет защитную функцию при нарушении солевого режима, кислородном голодании, а также при загрязнении водной поверхности углеводородами нефти. Установлена поэтапная деградация альгиновой кислоты, в том числе с утилизацией 5-оксипиколиновой кислоты другими представителями из рода МосатсПа. Среди нокардий обнаружены штаммы, осуществляющие деполимеризацию агар-агара до полного его разжижения, а также синтезирующие специфические ферменты, расщепляющие [5-глюканы' с различным типом связи (ламинарии, пустулан, пахиман, дрожжевой глюкан).

Л, нм

РВ,мг/мл

Рис. 2. Бактериальная трансформация альгиновой кислоты: I - альгиновая кислота, 0,2% раствор, 2,3 - через 15 суток культивирования штаммов МосагсНа Бр. А-7 и А-4 соответственно.

Рис. 3. Трансформация альгиновой кислоты при различных значениях рН морскими- нокардиоформными бактериями: 1 - редуцирующие сахара; 2-рН; 3-биомасса.

Из смешанной высокоактивной агаролитическои ассоциации выделена уникальная культура бактерий, идентифицированная как Cytophaga albogilva subsp. agarovora. В зависимости от состава питательной среды наблюдается либо вдавливание ее колоний, либо

полное разжижение агаризованной среды. Максимальная активность агаролигических ферментов отмечена в присутствии нитратной формы азота. Агаролитнческий эффект усиливается при использовании сред, содержащих 3% раствор морской соли, что подтверждает морское происхождение выделенных бактерий.

Кроме агар-агара Cytophaga НК-5 расщепляет целый ряд полимерных соединений морской растительности: гндролизует альпшовую кислоту, деполнмеризует зосгерин и каррагинан. Скорость гидролиза целлюлозы зависит от се структуры. Наиболее активно гидролнзуется линейная форма целлюлозы в виде КМЦ по сравнению с микрокристаллической целлюлозой и клетчаткой.

Установлено, что в деполимеризации'зостсрнна, сложно организованного полисахарида, структурными компонентами которого являются галактуран и апиогалактуран, принимает участие галактозидаза, высвобождающая редуцирующие концы галакгуранов.

У морских цитофагов обнаружена способность трансформировать такие трудно доступные природные полимеры как лпгноцеллюлоза и лигнин, а также некоторые модельные соединения, входящие в состав нативного лигнина: ванилин, дегидродиванилин и 2-.мсгокси-4-формил-феноксиуксуспая кислота (рис. 4). Установлено, что трансформация происходит главным образом за счет отщепления радикалов.

Cytophaga НК-5 обладает высокой потенциальной активностью по отношению к глюканам с различным типом связей (табл. 3). В настоящее время наиболее подробно изучены ферменты, гидролизующие целлюлозу (1,4-Р-глюкан). Известны три фермента, расщепляющие 1,3-[5-связи и только один фермент (КФ 03.2.1.75), разрывающий 1,6-Р-глюкозидные связи. Принимая во внимание редкую встречаемость продуцентов с 1,3 и 1,6-Р-глюканазной активностью, были подробно изучены условия, при которых проявлялась максимальная 1,6-Р-глюканазная активность у Cytophaga НК-5. Максимальная удельная активность 170 мМ г1 мг1 выявлена на морской воде с 0,5% пептона. При содержании в реакционной среде 5% NaCl сохраняется 88% активности фермента. Высокая активность фермента проявляется в щелочной среде: при рН=7,4-7,6 в водном

растворе, при рН=8 в нитратно-фосфатном буфере и при рН=8-9 в аце-татно-аммиачном буфере. Температурный оптимум активности фермента находится в пределах 50° С в ацетатно-аммиачном буфере. При 70° С в течение 2 час сохраняется 40% активности фермента.

X, ни

Рис. 4. Спектральная характеристика культуральной жидкости СуЮрЬа§а Бр. НК-5 при культивировании на ванилине (а), дегидродиванплнне (б), вератровой кислоте (в), 2-метокси-4-формилфеноксиуксусной кислоте (г), лигнопеллюлозе (д) и лигнине (е): 1 - контроль; 2,3 - через 10, 50 суток.

Таблиц?3

Деградация полисахаридов с различным типом связей бактериями рода С>1ор1^а Бр. НК-5.

Субстраты Тип связи Характер деградации'

Ламинаран Р-1,3; Р-1,6 гидролиз

Дрожжевой глюкан Р-1,3; Р-1,6 гидролиз

Пустулан Р-1,6 гидролиз

Пахиман Р-1,3 деполимеризация

КМ целлюлоза Р-1,4 гидролиз

Крахмал а-1,4; а-1,6 гидролиз

Мальтоза а-1,4 гидролиз

*Автор благодарит д.х.п., проф. Л.А. Елякову (ТИБОХ ДВО РАН) за любезно предоставленные препараты полисахаридов.

Энзиматическая активность 1,6-р-глюкапазы СуЧорЬага НК-5 возрастает в присутствии попов Са2* и Ag+. Ионы Со2*, Си2+, К+, Ре2^ н ЭДТК в концентрации 1 мМ не влияют на активность фермента. При наличии в среде той же концентрации ионов РЬ2+, Ре3+ наблюдается

ингибированне фермента. Наиболее сильными ингибиторами оказались ионы Мп2+. Ингибирующее воздействие оказывает дсгергенг тритон Х-100 при концентрации выше I мМ (0,5 мМ без изменения активности, 5 мМ — полное ингибированне). Проведенные исследования показали, что максимальная 1,6-Р-глюканазная активность Су1орЬа£а НК-5 проявляется в условиях, близких к морской среде обитания. Накопление фермента может происходить па довольно простой по составу питательной среде, что определяет его потенциальную возможность использования для биоконверсии морской растительности.

На примере представителей родов КосапНа и Cytophaga доказано, что в зоне литорали присутствуют активные "многопрофильные" деструкторы с высоким экологическим потенциалом, способные осуществлять деградацию полимеров разнообразной структуры и с различным типом связей. Благодаря ферментативной деятельности таких организмов обеспечивается интенсивный круговорот углерода, фиксированного в океане за счет фотосинтеза морской растительности.

ТРОФИЧЕСКАЯ ПРЕДПОСЫЛКА РОСТА МОРСКИХ ДРОЖЖЕЙ НА ГИДРОЛИЗНЫХ СРЕДАХ

Одной из глобальных проблем в мире является проблема обеспеченности белком и белково-витаминными концентратами. Практический интерес представляют каротинсинтезирующие дрожжи, биомасса которых кроме белка содержит провитамин А (каротин). Для создания и разработки технологии получения белково-каротинондпого концентрата проводятся поисковые работы по выделению активных продуцентов из естественной среды обитания. В настоящее время и в будущем в качестве основного сырья для микробного синтеза биомассы предполагается использовать возобновляемые растительные субстраты. В целях расширения сырьевой базы и утилизации промышленных отходов, * загрязняющих окружающую среду, проводится поиск нетрадиционных источников сырья. Перспективным субстратом для микробиологического синтеза могут служить заросли морских макрофитов, искусственные плантации марикультуры, штормовые выбросы морских водорослей и трав, а также отходы промышленной переработки макрофитов, в частности красной водоросли анфельцин при производстве агар-агара.

Исследования экологии дрожжей свидетельствуют об их встречаемости на субстратах богатых органическими соединениями, с повышенной влажностью и слабо кислым значением рН. Залежи разлагающихся штормовых выбросов морских водорослей и трав представляют своеобразный биотоп, г де в результате деятельности беспозвоночньгх и бактерий происходит деструкция полимеров водорослей, высвобождение углеводов, являющихся благоприятным субстратом для развития дрожжей. Известно, что морские дрожжи в отличие от наземных форм отличаются более широким спектром ассимиляции органических веществ, осмофильностыо, галотолсрантностыо, способностью к утилизации нитратов.

При изучении ассимиляционных спектров пигментированных дрожжей, выделенных из штормовых выбросов макрофитов, установлено, что для роста они используют разнообразные углеводы (пентозы, гексо-зы), олигосахара, спирты и органические кислоты. Три штамма розовых дрожжей Rhodotorula glutinis R-2, Rhodotorula rubra C-34 и Rhodotorula glutinis M-13 ассимилировали все основные моносахара, входящие в состав гпдролизатов морских и наземных растений (глюкозу, галактозу, арабинозу и ксилозу). У всех пигментированных штаммов дрожжей при

росте на средах с 3% морской соли наблюдался усиленный пигментогенсз. свидетельствующий о благ оприятном влиянии компонентов морской воды на процесс каротинообразования и об их морском происхождении. Термо-толератностыо в сочетании с ацидофильностью обладали 2 штамма дрожжей Rh. glutinis R-2 и Rh. rubra C-34. В результате проведенных куль-турально-морфологических и физиолого-биохимиче-ских исследований дрожжей, выделенных из штормовых выбросов морских водорослей и трав установлено, что экологические условия зоны литорали и характер субстрата (сложный спектр углеводов, органических кислот, высокие концентрации солей) способствуют отбору штаммов дрожжей с промыш-леино-ценнымн свойствами (ацидо-толерантностью, термофильностыо, осмофильностью, способностью утилизировать углеводы в многокомпонентных смесях).

Способность морских карогинсинтезируюших дрожжей развиват ься в постоянно меняющихся экстремальных условиях, сохранять жизнеспособность при воздействии разнообразных абиотических и биотических факторов, в том числе антропогенного характера, обеспечивают их активную адаптацию к новым местообитаниям и служат предпосылкой для их культивирования в промышленных условиях на гидролизных средах.

В результате пробного высева выделенных штаммов дрожжей и коллекционных культур (ВКМ) на сусло-агар с добавлением гидролизага древесины, сульфитного щелока, гидролизатов отходов агарового производства и травы зостеры в соотношении 1:1, установлено, что из 29 исследованных штаммов только 4 штамма, имеющих морское происхождение, обладали физиологической предрасположенностью к росту на гидролизных субстратах: Rh. glutinis R-2, Rhodotorula lactoza C-25, Rh. rubra C-34 и Rhodosporidium diobovatum Y-1572 (ВКМ). Эти организмы были дополнительно адаптированы к гидролизату древесины с содержанием редуцирующих Сахаров, равным 0,8%.

Сравнительный анализ пигментного состава каротинсиитезирую-щпх дрожжей показал, что селекционированный нами штамм Rh. glutinis R-2 значительно превосходит типовой штамм из ВКМ Rh. glutinis Y-1630 по содержанию как суммарных каротиноидов (торулин, торулародин, р-карогин), так и по содержанию Р-каротина. Штамм Rh. glutinis R-2 отличался от других близкородственных штаммов дрожжей максимальным выходом биомассы на гидролизате древесины (табл. 4) и был отобран в качестве перспективного для биотехнологичсскнх исследований. В работе

приводится его подробная физиолого-биохимическая характеристика. Рассматриваются кинетические параметры роста па моносахарах, полнота потребления Сахаров и экономический коэффициент их использования при росте на сложном углеводном субстрате. Исследована продуктивность н синтез каротиноидов при непрерывном культивировании в условиях различных скоростей протока.

Таблица 4

Накопление биомассы селекционными штаммами каротинсинтезирующих дрожжей на гпдролнзате древесины

Штамм Вес сухой биомассы,

г/л Мер. ± m

Rhodosporidium diobovatum 1572а 3.85 + 0,25

Rhodotorula glutinis 1630а 3,60 ±0,20

Rh. rubra C-34a 5,55 ± 0,30

Rh. glutinis R-2 5.85 ±0,30

Rh. clutinis BK-3 5,40 ±0,25

Rh. glutinis BK-4 5,35 + 0,18

Как в природе, так и в условиях промышленного культивирования сосуществование видов определяется их кинетическими характеристиками п отношением к лимитированным источникам питания. На примере двух штаммов дрожжей Rh. glutinis R-2 и Rh. rubra C-34, выделенных из одного природного субстрата и обладающих одинаковыми пищевыми потребностями, экспериментально доказано, что существует экологическая дифференциация различных видов дрожжей по их скоростям роста, а доминирование определяется лимитирующим рост источником углерода. Так, в прибрежных зонах морей, богатых органическим веществом п при отсутствии напряженной конкуренции за субстрат, встречаются формы с различными скоростями роста. В местах обитания с ограниченным запасом питательных компонентов (глубоководные и открытые участки морей) преимущество получают медленно растущие виды.

Для решения вопроса более полной утилизации редуцированных веществ (РВ) в гидролизных средах была исследована возможность создания смешанной ассоциации Rh. glutinis R-2 с промышленным продуцентом кормового белка Candida scottii Тул-6. Несмотря на совпадение пищевых потребностей и различие в скоростях роста между этими организмами был установлен положительный тип взаимодействия (комменсализм)

за счет стимулирования роста и каротинообразованпя у ЯН. §1иПш5 11-2 продуктами метаболизма беспигментных дрожжей С. бсопи -Тул-6. В ходе совместного выращивания дрожжей в полупериодических условиях на гидролизате древесины (РВ=0,8%) была получена устойчивая ассоциация.

' Суммарная биомасса содержала 50% белка и 45% каротииоидов.

Экологический потенциал морских каротиисинтезирующих дрожжей, заключающийся в способности к росту в экстремальных условиях на сложных многокомпонентных субстратах, был подтвержден экспериментально при их выращивании на сульфитном щелоке с добавлением последрожжевой бражки (ПДБ), на гидролизате отходов анфельции и на гидролизате морской травы зостеры (габл.5).

Таблица 5

Рост и каро гннообразованис дрожжей на гидролиза Iах остатков морской растительности.

Штаммы Биомасса, % утили- Выход от Белок, % Каротн

ACB г/л зации РВ РВ, % ноиды. мкг/г АСВ

Гидролизат отходов анфельции (РВ=0,6%)

Rh. glutinis 5,4 53,3 90 45 170

R-2

Rh. lactosa 5,0 65,0 83 43 164

C-25

Rh. rubra 5,9 75,0 98 47 200

C-34

Гидролизат зостеры (РВ = 0,6%)

Rh. elutinis 3,0 90,0 50 43 72

R-2 "

Rh. lactosa 2,8 85,0 47 40 130

C-25

Rh. rubra 2,7 87,0 45 42 90

C-34

Сульфитный щелок + ПДБ (1:1)

Rh. elutinis 7,6 61,0 77 45 80

R-2

ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ АДАПТАЦИИ МИКРОБНОГО СООБЩЕСТВА ЛИТОРАЛИ К АНТРОПОГЕННОМУ ВОЗДЕЙСТВИЮ

Морские экосистемы, по сравнению с наземными, более чувствительны к воздействию токсических веществ, и в то же время легко адаптируются к загрязнению (Steel, 1988). Экологическое состояние литорали, самой высокопродуктивной се части, где осуществляется деструкция, трансформация п минерализация значительной массы органических соединений, как накапливаемых в ходе отмирания первичных продуцентов, так и поступающих извне с различного характера стоками (нефтебаз, дерево- и рыбо-перерабатывающих комбинатов) в значительной степени зависит от активности микробопенозов.

В условиях антропогенного воздействия микроорганизмы первыми реагируют на изменения условий окружающей среды. Ответная реакция выражается в преобразовании структуры микробного сообщества, в замене доминирующих форм или в изменении их физиологической и биохимической активности.

В ходе микробиологических исследований образцов штормовых выбросов макрофитов (табл. 6), отобранных в нескольких точках побережья Японского моря и Татарского пролива с различной антропогенной нагрузкой, было выделено более 200 штаммов микроорганизмов. Среди них 93% составили бактерии (в том числе 3% — актиномицеты) и 7% — дрожжеподобные организмы.

Разнообразие микробного сообщества, его ферментативная активность, преобладание той или иной группы и ее потенциальные возможности зависели от природы поллютантов (белки, жиры, нефтепродукты) (табл. 7).

Так, из образца N 1, отобранного недалеко от нефтебазы (б. Мо-ряк-Рыбодов), выделены бактерии, предпочитающие питательные среды с органическими добавками. Многие представители были способны усваивать углеводороды нефти (пентан, гексан, нонан, декан, гексадекан, авиационный бензин).

Таблица 6

Краткая характеристика образцов п мест сбора материала.

N об- Место сбора Состав штормо- Тип загрязнения

разца вых выбросов

1 Б. Моряк-Рыболов, Ahnfeltia sp., Нефтепроду кты.

Японское море Laminaria sp.,

Zostera sp.

2. Пос. Каменка, ■Laminaria sp., Отходы рыбоконсерв-

Японское море Ulva sp. ного комбината.

3. Пос. Иннокенгьевка., Zostera sp. Район мало подвержен

Хабаровского края, антропогенному воз-

4. Татарский пролив действию.

Устье р.Малая Тося, Laminaria sp., Бытовые сгоки.

Татарский пролив Ulva sp.,

Zostera sp.

5. Пос. Де-Кастри, Laminaria sp., Древесные отходы

Татарский пролив Sargassum sp., леспромхоза.

Zostera sp.

Доминирующими представителями бактериального сообщества, выделенного из образца. N 2, отобранного недалеко от сброса сточных вод рыбоконсервного комбината, были микроорганизмы с высокой протео-литической и липазной активностью, т.е. они оказались способными расщеплять белки и жиры. Выявлены штаммы с максимальной липазной активностью, установлена зависимость ферментативной активности от формы источника азота и от содержания ионов Ре в среде, выполняющих роль ингибиторов липаз.

Максимальное видовое разнообразие бактериального сообщества обнаружено в образцах, отобранных вблизи устья р. Малая Тося и пос. Де-Кастри, территория которого сильно загрязнена древесными отходами леспромхоза.

Таблица 7

Число штаммов и ферментативная активность микробных популяций из различных образцов.

Число штаммов Доля штаммов, Доля штаммов с устойчивых к ферментативной N образца ЫаС1, 6 активностью,%

на ср едах* все- 5% 10% ами- целлю- про-

го лаз- лаз- теаз-

1 2 3 4 ной ной

1. - 12 5 2 19 48 12 6 18 6

2 - 10 1 7 18 60 - 20 30 30

4 14 13 11 8 46 60 20 8 22 28

5 9 14 7 3 38 68 40 20 14 52

3 - накопи тельны :е : куль туры, сол ¡ержащие:

агар-агар 7 5 1 2 15 2 2 5 10 5

альгиновую

кислоту 2 2 - 2 6 - - - - -

пектин 16 14 о 39 48 18 12 9 9

пропионат

натрия 3 8 5 2 18 - - - - -

маннит 5 о б 8 25 90 - 20 - 50

♦Среды: 1 - Зсбел^а, 2 - пептснный агар,3 - Ларсена,4 -Пфеннинга. Примечание: - признак отсутствует.

Особенно велика численность микроорганизмов с амилазной, про-теазной и целлюлазной активностью. Из образца N 4 выделены флюоресцирующие псевдомонады, многие из которых являются фитопатогеннымн. Псевдомонады, образуя разнообразные вторичные метаболиты (пигменты, токсины, антибиотики), могут существенно влиять на разнообразие микробного сообщества, рост морской растительности, скорость и направленность процессов минерализации органических остатков (Рубан, 1086).

Потенциальную возможность микроорганизмов расщеплять сложные полимерные субстраты изучали путем создания накопительных культур из образца N 3 (пос. Иннокентьевна) с различными источниками углерода (агар-агар, пектин, зостерин, альгиновая кислота, пропионат натрия и маннит).

В каждом из вариантов были обнаружены различные бактерии, отличающиеся ферментативной активностью. При использовании в качестве

источника углерода агар-агара, в накопительной культуре доминировали бактерии из рода С>Чор1^а, способные гидролизовать сложные полимерные соединения (агар-агар, ламинарин, крахмал, целлюлозу). При внесении в минеральную среду Зобелла маннита из накопительной культуры выделены бактерии, предпочитающие легкодоступные источники углерода в виде сахарозы, глюкозы, маннита и характеризующиеся низкой про-теолитичсской активностью, отсутствием целлюлозолитических ферментов.

Экспериментально показано, что внесение различных источников углерода, загрязняющих зону литорали (белки, жиры, легкодоступные сахара, углеводороды), приводит к смене доминирующих видов бактерий-деструкторов. В ходе такой перестройки структуры бактериального сообщества нарушается естественный ход деструкции органических остатков, в результате чего может происходить накопление промежуточных продуктов трансформации, приводящее к разрыву последовательности в трофической цепи, выпадению отдельных звеньев редуцентов и упрощению видовой структуры микробоценоза. В итоге при высокой антропогенной нагрузке вследствие повышения трофности морского водоема может произойти замена многовндовых комплексов микроорганизмов видами-индивидуалистами. Так как направленность микробиологических процессов определяется биохимической активностью микробного сообщества в целом, исчезновение отдельных микробных популяции может привести к нарушению геохимических циклов.

Структура микробного сообщества литорали экосистем является интегральным показателем ее экологического состояния и зависит от влияния абиотических и биотических факторов. Важное регулирующее значение имеют сезонные изменения температуры в местах обитания микроорганизмов, а также летне-осеннее увеличение количества органических высокомолекулярных соединений, высвобождаемых при отмирании морской растительности.

Суммарный эффект от воздействия абиотических и биотических факторов значительно усиливается в результате антропогенного вмешательства в функционирование экосистемы. Так, динамическое равновесие морских экосистем может легко нарушиться под влиянием гидротехнических сооружений. В частности, при строительстве приливных электростанций (ПЭС) для создания их рабочих бассейнов становится необходп-

мым отсечение части морских заливов или эстуариев, в результате которого, уменьшается естественный водообмен с морем.

В ходе микробиологического мониторинга за сезонным состоянием зоны литорали были выявлены основные закономерности в формировании микробного сообщества в морской воде, во льдах и донных отложениях Тугурского залива (Охотское море), составлен прогноз возможных последствий после строительства плотины приливной электростанции в бухте Асман. Показано, что олиготрофные бактерии являются более чувствительными к изменению гидрологического режима залива и могут служить качественным и количественным показателем физико-химиче-ских изменений водной среды. Существенный вклад в процессы трансформации растительных остатков вносят микроорганизмы донных отложений,' в частности группа сульфатредуцирующих бактерий. От их потенциальной активности зависит экологическая ситуация в прибрежной зоне в случае дефицита кислорода. Дело в том, что при изоляции части залива нарушается водообмен, приводящий к снижению содержания кислорода, а процессы трансформации органических соединений могут сместиться в сторону образования токсических соединений, в том числе сероводорода.

В модельных экспериментах показано, что потенциальная активность сульфатредуцирующих бактерий определяется наличием сульфатов в водной среде и уровнем аэробности. В момент интенсивной минерализации органических соединений при загрязнении прибрежной зоны сульфатами и при недостатке кислорода возможна вспышка в развитии сульфатредукторов, что может привести к катастрофическому изменению гидробиологического режима в закрытой части водоема за счет выделения повышенных концентраций сероводорода.

Рассматривается роль микробного сообщества, формирующегося во льдах в весенний период в интенсификации биохимических процессов в экосистеме залива. Установлено, что в марте месяце численность микробных популяций значительно выше во льдах, чем в подледной воде. Бактерии, выделенные изо льда, характеризуются высокой жизнеспособностью и биохимической активностью: 80% из них синтезировали амило-литические, а 41% — протеолитические ферменты. Некоторые штаммы продуцировали по 2-3 фермента. Строительство плотины и создание закрытого участка ограничат естественный вынос льдов в открытое море. В результате, в весенний период в момент таяния льдов будет наблюдаться значительное увеличение численности различных групп микроорганизмов

за счет их интродукции изо льдов. Отмеченная потенциальная активность микробного сообщества литорали может значительно повлиять на ход микробиологических процессов при изоляции части залива от морской экосистемы. Недооценка микробиологического фактора при строительстве и эксплуатации ПЭС может привести к серьезным экологическим последствиям в заливе.

ВЫВОДЫ

1. Морские бактерии принимают активное участие в освоении новых местообитаний с различными экологическими условиями. Благодаря значительному видовому разнообразию и природной полифункциональности они играют ведущую роль в формировании микробных сообществ в экстремальных условиях (районы активной вулканической деятельности и зона литорали). Высокая выживаемость морских бактерий при их интродукции в новые местообитания обеспечивается их. физиологическими особенностями (широкие спектры ассимиляции, синтез защитных пигментов, высокоактивные ферментные системы), наличием специализированных морфологических структур (фимбрин, пили, шипы, полисахаридные капсулы), биосинтезом адаптационных аугометаболитов.

2. Основную долю среди первопоселенцев зоны пеплопада составляют хромогенные бактерии, характеризующиеся галотолерантностыо, олигонитрофильностью и олигокарботолерантностыо, а также устойчивостью к УФ-излучению. Выделены и описаны два новых вида пигментированных бактерий — Flavobacterium vulcanensc sp. now, Micrococcus melaninogcncrans sp. nov.

3. Доминирование в зоне пеплопада морских бактерий определяется не только трофическими потребностями и специальными адаптационными свойствами, но и их способностью адсорбироваться на вулкано-кластах. Активная бактериальная адгезия способствует заселению других форм микроорганизмов и оказывает существенное влияние на ход сукцессии при формировании первичных микробоценозов. Для описания механизма бактериальной адгезии на вулканических пеплах нельзя использовать уравнение Ленгмюра, поскольку оно не учитывает биологических особенностей адсорбирующихся организмов (способность продуцировать адгезивные полимерные соединения и образование специализированных морфологических структур).

4. При формировании первичных микробоценозов, характер взаимоотношений двух видов бактерий одного трофического уровня определяется кинетическими параметрами роста и широтой пищевого спектра каждого из них, тогда как устойчивость многовидовых ассоциаций определяется числом и типом образуемых между ними связей. Обогащение зоны пенлопада новыми поселенцами дает предпосылку для образования устойчивых микробных ассоциаций и ускорения процессов почвообразования на вулканокласта.х.

5. Деструкция и фапсформация растительных остатков в литоральной зоне морей осуществляется своеобразным микробным сообществом, доминирующими представителями которого являются корине-формные бактерии. Более 80% из них составляют пигментированные и галото.терантные формы. Существенной экологической характеристикой выделенных бактерий является их способность к росту на разнообразных высокомолекулярных субстратах в том числе на углеводородах нефти и ароматических соединениях. Описан новый вид бактерий АпИгоЬасГсг тос^сЬгоиз 5р. по\\ (ДВ-29) со своеобразным пигментогенезом, который наряду с представителями рода кЬоёососсив, способен расщеплять отдельные фракции нефти при мезофильных условиях. Полученные данные могу т служить предпосылкой для использования этих бактерий при очищении морских акватории от нефтяного загрязнения.

6. Специфика протекающих в зоне литорали процессов деструкции макрофитов обусловлена экстремальными экологическими условиями. Жизнеспособность микроорганизмов-деструкторов обеспечивается защитными механизмами, такими как: укороченный жизненный цикл с преобладанием кокковидной формы, способствующий выживанию при резко меняющихся условиях окружающей среды; наличие высокоактивной ферментативной системы, дающей возможность расщеплять различные типы связей в органических соединениях; гетерогенность популяций по пигмен-тогенезу, благодаря которой происходит отбор субпопуляций с высоким уровнем устойчивости к УФ-облученпю и широкими экологическими возможностями.

7. В при.тивно-огливной зоне морей функционируют "многопрофильные" деструкторы, обеспечивающие интенсивны)! круговорот углерода, фиксированного в океане в биомассе макрофитов. Наиболее активные продуценты гидролитических ферментов обнаружены среди бактерий рода 1Мосаг(Ка. Выявлены две специализированные группы бак-

терий, участвующие в деструкции довольно инертного полисахарида красных водорослей агар-агара. Впервые установлен принципиально новый тип метаболизма альгиновой кислоты (основного компонента бурых водорослей), при котором участвуют два типа альгиназ. В одном из случаев синтезируется гетероароматический интермедиат 5-оксипико-линовая кислота, которая выполняет защитную функцию при изменении солевого режима, кислородном дефиците и загрязнении водной поверхности различными поллютантами. Наряду с нокардиями важную экологическую роль играют морские цитофаги. Нами выделен и подробно исследован новый штамм бактерий из рода СуЧорР^а, продуцирующий высокоактивный фермент 1,6-Р-глюканазу. Ферментативное расщепление глю-канов наблюдалось в условиях близких к естественной среде обитания морских цитофаг. Благодаря синтезу целого комплекса различных ферментов, выделенные бактерии имеют потенциальную возможность расщеплять широкий набор полимерных субстратов с разным типом связей (агар-агар, каррагенап, ламинарии, целлюлоза, хитин).

8. Изменение гидрологического режима в морском заливе при строительстве приливной электростанции, а также поступление дополнительных органических соединений антропогенного происхождения могут оказать значительное влияние на процесс минерализации огромных масс макрофитов. Привнесение различных источников углерода, загрязняющих местообитания микроорганизмов (углеводороды, лнпиды, белки, легкодоступные полисахариды) приводит к смене доминирующих видов бактерий-деструкторов. В ходе изменения структуры бактериального сообщества и нарушения естественного процесса деструкции органических остатков, может происходить накопление промежуточных продуктов трансформации, проводящее к разрыву в трофической цепи за счет выпадения отдельных звеньев редуцентов и упрощению видовой структуры микробоценоза в целом.

9. Залежи штормовых выбросов морских водорослей и трав являются благоприятным местом обитания для дрожжей с полезными для микробиологического производства свойствами: солеустойчивостью, ацидофильностью, термотолерантностыо, каротинообразованием. Большинство из выделенных дрожжей принадлежат к родам ЯЬосЫогЫа и ЯЬос1о5ропс1шт. Показано, что гидролизаты морских растеши"! являются полноценным и перспективным субстратом для культивирования морских форм каротинсинтезирующих дрожжей. Выяснена принципиальная

возможность получения белково-каротиноидного концентрата на основе вновь селекционированного штамма дрожжей с использованием гидролизных сред (гидролизаты древесины, сульфитный щелок, гидролизат отходов агарового производства и морской травы зостеры).

Основные публикации по теме диссертации

1. Кондратьева Л.М. О росте смешанных бактериальных популяций // Селекция микроорганизмов. Иркутск : ИГУ, 1978, с. 141-145.

2. Тен Хак Мун, Кондратьева Л.М. Роль адсорбции в микробной колонизации вулканокластов // Микробиология, 1979, т. 48, вып. 3, с. 523527.

3. Кондратьева Л.М., Тен Хак Мун. О роли плотности популяции в регуляции численности почвенных бактерий // Микробиология, 1979, т.

' 48, вып. 6, с. 1130-1132.

4. Кондратьева Л.М. О динамике развития бактерий в почво-образующей породе // Сезонная динамика почвенных процессов. Таллинн, 1979, с. 69-72.

5. Тен Хак Мун, Кондратьева Л.М., Пименов Е.П., Рогова О.А. Формирование мнкробоценозов в островных экосистемах и их роль в первичном почвообразовании И Материалы XIV Международного Тихоокеанского конгресса, Хабаровск, 1979, с. 87-89.

6. Тен Хак Мун, Кондратьева Л.М. Новый вид Fiavobacterium vulcanense sp. nov., выделенный из зоны вулканического пеплопада // Микробиология, 1980, т. 49, вып. 3, с. 541-546.

7. Кондратьева Л.М., Тен Хак Мун. Новый вид Micrococcus melaninogenerans sp. nov., синтезирующий меланины // Микробиология, 1981, т. 50, вып. 1, с. 122-127.

8. Тен Хак Мун, Кондратьева Л.М., Чухлебова Л.М. Межпопу-ляционные взаимоотношения микроорганизмов в почве // Микробные сообщества и их функционирование в почве: Сб. научн. тр., Киев: Науко-ва Думка, 1981, с. 64-69.

9. Кондратьева Л.М. Роль аутометаболитов в регуляции численности микробных популяций в почве // Микробные сообщества и их функционирование в почве: Сб. научн. тр., Киев: Наукова Думка, 1981, с. 80-84.

10. Кондратьева Л.М. Конкурентные взаимоотношения между двумя и тремя видами бактерий в периодической культуре // Биология микроорганизмов и их использование в народном хозяйстве. Иркутск, 1981, с. 56-61.

11. Кондратьева Л.М., Скрипко Н.Е. Хромогенные организмы как основной компонент микробного комплекса в почвообразующнх породах // Микроорганизмы как компонент биогеоценоза. Матер. Всесоюз. Сим-поз., Алма-Ата, 1982, с. 68-69.

12. Тен Хак Мун, Кондратьева Л.М., Гаретова Л.А., Киселева С.М. Штамм дрожжей Rhodotorula glutinis R-2 продуцент белково-каротиио-идного концентрата // A.C. N 1085235 (СССР), С 12N 15/00//С12 Р23/00, 1983.

13. Кондратьева Л.М. Роль бактериальных гндролаз в трансформации альгальных остатков //Тез. VII съезда ВМО, Алма-Ата, 1985, с. 91-92.

14. Тен Хак Мун, Кондратьева Л.М., Гаретова Л.А. Штормовые выбросы морских водорослей и трав как сырье для биоконверспи // Техническая биоэнергетика. Матер. (1 Всесоюзн. совещания, Саратов, 1985, с. 78-81.

15. Кондратьева Л.М., Пименов Е.Г1., Скрипко Н.Е. Вулканизм и формирование микроооценозов в зоне псплопада II Вулканизм и связанные с ним процессы, вып. 3, Петропавловск-Камчатский, 1985, с. 228-229.

16. Тен Хак..Мун, Кондратьева Л.М., Вахрушева Е.В. Ферментативная активность бактерий, выделенных из супралш орали // Биосинтез ферментов микроорганизмами. Тез. докл. III Всесоюзн. конф., Пушино, 1986, с. 138.

17..Тен Хак Мун, Кондратьева Л.М., Гаретова Л.А. О возможности использования остажов макрофитов для микробиологическою синтеза // Биология моря, 1987, N 6, с. 56-60.

18. Кондратьева- Л.М., Скрипко Н.Е. Устойчивость популяций Arthrobacter sp. ДВ-29 к экстремальным экологическим факторам // Микробиологический журнал, 1987, т. 49, N 5, с. 31-36.

19. Кондратьева-Л.М., Тен Хак Мун. О новом виде бактерий рода Arthrobacter с красной пигментацией // Микробиология, 1987, т. 56, вып. 6, с. 1010-1015.

20. Кондратьева Л.М., Теп Хак Мун, Вахрушеза Е.В. О деградации а.тьпшовои кислоты морскими бактериями // Микробиология, 1988, т. 57, вып. I, с. 47-51.

2\t Тен Хак Мун, Кондратьева Л.М., Гаретова Л.А. Штормовые выбросы морских водорослей и трав как сырье для биоконверсии // Биотехнология, 1989, т. 5, N 1, с. 78-80.

22. Кондратьева Л.М., Тен Хак Мун. Деградация полимерных субстратов морских макрофитов культурой Cytophaga НК-5 // Микробиология, 1989, т. 58, вып. 6, с. 990-994.

23. Кондратьева Л.М.. Вахрушева Е.В. Биосинтез глюканаз бактериями рода Cylophaga // Биосинтез ферментов микроорганизмами. Тез. докл. IV Всесоюзн. конф., Ташкент, 1988, с. 33-35.

24. Кондратьева Л.М., чВахрушева Е.В., Елякова Л.А. Поиск продуцентов 1-6 ß-глюканаз среди морских бактерий // Биосинтез ферментов микроорганизмами. Тез. докл. IV Всесоюзн. конф., Ташкент, 1988, с. 41-43.

25. Кондратьева Л.М., Вахрушева Е.В. Биосинтез ß-глюканазы морскими бактериями // Микробиологический ж., 1991, т. 53, N 1, с. 53-58.

26. Кондратьева Л.М., Павлюшина О.В. Поиск новых высокоактивных деструкторов для биогехнологических целей // Биотехнология и биофизика микробных популяций. Тез. докл. конф., Алма-Ата, 1991, с. 57.

27. Кондратьева Л.М. Агаролитическая активность смешанной ку.тьт\ры бактерий // Биотехнология и биофизика микробных популяций. Тез. докл. конф., Алма-Ата, 1991, с. 56.

28. Скрипко Н.Е., Кондратьева Л.М. Устойчивость гетерогенных популяций в экстремальных условиях // Биотехнология и биофизика микробных популяций. Тез. докл. конф., Алма-Ата, 1991, с. 30.

29. Кондратьева Л.М., Павлюшина О.В. Разнообразие микробного сообщества литорали в условиях антропогенного загрязнения // Биология моря, 1991, N3, с. 38-45.

30. Кондратьева Л.М., Павлюшина О.В. Микробное сообщество морского побережья в условиях антропогенного воздействия // Проблемы окружающей среды и ран. природопользования, Москва, 1991, с. 33-34.

31. Ген Хак М\н, Кондратьева Л.М., Павлюшина О.В. Загрязне-ние прибрежной зоны о. Сахалин органическими отходами // Проблемы окружающей среды и рац. природопользования, Москва, 1991, с. 37-38.

32. Кондратьева Л.М., Павлюшина О.В. Микробиологические исследования литорали в связи со строительством приливной электростанции // Ред. Гидробиол. ж. АН Украины: Киев, 1992, - 17 с.

33. Кондратьева Л.М., Павлюшина О.В. Микробиологический про-

%

гноз состояния литорали после строительства приливной электростанции // Биология моря, 1993, N 2, с. 37-44.

34. Кондратьева Л.М. Микробное сообщество литорали в условиях антропогенного воздействия // Материалы к юбилейным датам. Хабаровск: ХНЦ ДВО РАН, 1993, с. 83-85.

35. Кондратьева Л.М. Интродукция морских бактерий в новые местообитания // Интродукция микроорганизмов в окружающую среду. Тез. докл. конф., Москва, 1994, с.

36. Кондратьева Л.М., Тсн Хак Мун. Микробное население штормовых выбросов макрофитов // Морская микробиология. Сб. научных трудов (Ред. И.Е. Мишустина). Владивосток: Изд-во Дальневосточного университета. 1995. С. 88-96.

37. Кондратьева Л.М. Структура микробных сообществ как показатель экологического состояния водных экосистем // Современные проблемы гидроэкологии. Тез. и аннотации докл. Международной конф. Санкт-Петербург. 1995. С. 29.

38. Кондратьева Л.М. Морские бактерии и первичное почвообразование на вулканокластах. Владивосток, Хабаровск: Дальнаука, 1996, 110 с.