Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Модельные ассоциации цианобактерии Anabaena variabilis и актиномицетов и их роль в изменении структуры глинистых минералов

ВАК РФ 03.02.03, Микробиология

Автореферат диссертации по теме "Модельные ассоциации цианобактерии Anabaena variabilis и актиномицетов и их роль в изменении структуры глинистых минералов"

005051и*«

На правах рукописи

ИВАНОВА Екатерина Андреевна

МОДЕЛЬНЫЕ АССОЦИАЦИИ ЦИАНОБЛКТЕРИИ^А'/1В/<ЯЛ'/1 VARIABILIS И АКТИНОМИЦЕТОВ И ИХ РОЛЬ В ИЗМЕНЕНИИ СТРУКТУРЫ ГЛИНИСТЫХ

МИНЕРАЛОВ

Специальности 03.02.03 - микробиология 03.02.12 - микология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

2$ Г;ар ?П13

Москва-2013

005051026

Работа выполнена в Московском государственном университете имени М.В. Ломоносова

Научные руководители: доктор биологических наук, профессор

Зенова Галина Михайловна доктор биологических наук, профессор Лобакова Елена Сергеевна

Официальные оппоненты: Терехова Лариса Петровна,

доктор биологических наук, профессор, Научно-исследовательский институт по изысканию новых антибиотиков им. Г.Ф. Гаузе Российской академии медицинских наук, руководитель отдела микробиологии

Кузнецова Анна Игоревна,

кандидат биологических наук,

Институт микробиологии им. С.Н. Виноградского

Российской академии наук, младший научный сотрудник

Ведущая организация: Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной микробиологии Российской академии сельскохозяйственных наук.

Защита диссертации состоится «26» марта 2013 г. в 15 час. 30 мин. в аудитории М-2 на заседании диссертационного совета Д501.002.13 при МГУ имени М.В.Ломоносова по адресу: 119991, Москва, ГСП-1, Ленинские горы, МГУ, д.1, стр. 12, факультет почвоведения.

С диссертацией можно ознакомиться в Фундаментальной библиотеке МГУ имени М.В. Ломоносова.

Автореферат разослан «25» февраля 2013 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

^¿/г/т^

Зенова Галина Михайловна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

К настоящему времени накоплен огромный материал о существовании удивительного разнообразия типов взаимодействия организмов в природе, многочисленные экспериментальные данные свидетельствуют о том, что симбиотические системы представляют собой одну из основных форм существования организмов в биосфере (Бухарин и др., 2011).

Повсеместное развитие цианобактериальных сообществ, компонентный состав которых представлен разнообразными бактериями, в том числе актиномицетами, определяет исключительное значение этих организмов в формировании и устойчивом развитии биосферы (Заварзин, Колотилова, 2001). Являясь первопоселенцами на выветриваемых скальных породах, цианобактериальные сообщества принимают активное участие во многих биохимических процессах (накоплении органического вещества, его минерализации, разрушении минеральных субстратов, выщелачивании и распределении различных элементов), способствуя тем самым изменению субстрата, ведущее к формированию почвы. Результатом трансформации, разрушения и перемещения глинистых материалов под влиянием микроорганизмов является изменение порозности, водопроницаемости, катионообменной способности почв, что определяет формирование почвенного профиля.

Однако вследствие того, что изучение взаимодействия микроорганизмов в природных сообществах затруднено, исследование взаимного влияния отдельных компонентов сообщества возможно путем создания модельных ассоциаций, в которых подбираются и изучаются различные пары микроорганизмов.

Цель работы: выявление структурно-функциональных особенностей цианобактерий и актиномицетов - компонентов экспериментально сформированных талломов и исследование роли цианобактериально-акгиномицетных ассоциаций в кристаллохимической перестройке решетки глинистых минералов.

Задачи исследования:

1. Формирование экспериментальных ассоциативных талломов при совместном культивировании цианобактерии и актиномицетов.

2. Сравнительное исследование ультраструктурных особенностей актиномицетов и цианобактерии в ассоциативном талломе и в монокультурах.

3. Изучение экофизиологических и функциональных проявлений цианобактерии и актиномицетов в ассоциации и монокультурах.

4. Исследование биодеградационного влияния цианобактериально-актиномицетных ассоциативных талломов на кристаллохимическое состояние решетки глинистых минералов группы каолинита, монтмориллонита, слюд (ди- и триоктаэдрических) и вермикулита.

Научная новизна

Впервые в сформированных ассоциативных цианобактериально-актиномицетных талломах установлено присутствие протонов «свободной» (доступной) воды. Выявлено сохранение жизнеспособности клеток цианобактерии в ассоциативном талломе при экстремально низком давлении влаги (-96,4 МПа, а„=0,50). Впервые обнаружено образование Ь-подобных форм актиномицетов в экспериментальном цианобакгериально-актиномицетном талломе и при отсутствии подобных клеточных структур в монокультурах актиномицетов. В экспериментальных цианобактериально-актиномицетных ассоциациях установлены ультраструктурные и физиологические изменения в клетках цианобактерии, что выражается в появлении клеток с частично нарушенной клеточной стенкой и нарушения процесса фотосинтеза. Выявлено расширение спектра и усиление антибиотической активности экспериментального таллома по сравнению с монокультурами актиномицетов и цианобактерии.

Зарегистрировано биодеградационное изменение кристаллической решетки глинистых минералов с выносом части элементов минерального питания (К, А1) под влиянием развития модельных цианобактериально-актиномицетных ассоциаций. Выявлено, что интенсивность процесса зависит от кристаллохимических особенностей минералов и от компонентного состава ассоциации. Впервые зафиксировано трансформирующее влияние цианобактериально-актиномицетного таллома на структурное состояние минералов различной размерности.

Практическая значимость

Практическая значимость проведенных исследований заключается в возможности использования новых сведений об экологии актиномицетов и цианобактерий для создания устойчивых симбиотических цианобактериально-актиномицетных ассоциаций с широким спектром антибиотической активности. Последние могут быть использованы в агробиотехнологиях создания микробных препаратов, подавляющих патогенную микрофлору и ускоряющих рост и развитие растений. Цианобактериально-актиномицетные ассоциации могут также найти применение в разработке технологии биоремедиации загрязненных почв и рекультивации нарушенных почвенных комплексов. Экспериментальное моделирование взаимодействий цианобактериально-актиномицетных талломов с минеральным субстратом используется при раскрытии механизмов деструкции минералов-индикаторов процессов почвообразования и корообразования. Материалы работы использованы в курсе лекций «Биология почв» и «Строение, развитие, экология актиномицетов для студентов» факультета почвоведения Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова.

Личный вклад автора заключался в участии на всех этапах проведения диссертационной работы, в постановке и проведении экспериментов, получении исходных

данных и их статистической обработке, обсуждении результатов исследований, написании статей.

Публикации

По результатам исследования опубликовано 25 печатных работ, из них 5 статей в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ для публикации результатов диссертационных работ.

Апробация работы

Основные положения работы были доложены на XV и XVI Международных конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых по фундаментальным наукам «Ломоносов-2008» (Москва, 2008), на V Всероссийском съезде Общества почвоведов (Ростов-на-Дону, 2008), на V и VI молодежных школах-конференциях с международным участием «Актуальные аспекты современной микробиологии» (Москва, 2009, Москва, 2010), на 1st Workshop on Plant Molecular, the Biotechnology summer school (Гданьск, Польша, 2009), на The joint 5th Postgraduate Course and Minisymposium of AB-RMS (Миккели, Финляндия, 2010), на заседании в Центральном доме ученых «Минералы и наше здоровье» (Москва,

2010), на XV международной школе-конференции «Биология-наука XXI века» (Пущино,

2011), на международной конференции «Микробиология в решении современных проблем сельскохозяйственного производства» (Санкт-Петербург, 2011), на международном симпозиуме «Биологически активные вещества микроорганизмов: прошлое, настоящее, будущее» (Москва, 2011), на IV международном симпозиуме «Биокосные взаимодействия в природных и антропогенных системах» (Санкт-Петербург, 2011), в международной школе-конференции и симпозиуме «Soil biodiversity and life: the contribution of soil to sustainability of life» (Вагенинген, Нидерланды, 2012).

Объем работы. Диссертация состоит из следующих разделов: введения, обзора литературы, экспериментальной части (объекты и методы исследования, результаты и обсуждение), выводов и списка литературы. Материалы диссертации изложены на 111 страницах текста, содержат 30 рисунков и 3 таблицы. Список литературы включает 198 источников, в том числе 112 на иностранном языке.

Автор выражает глубокую признательность своим научным руководителям — профессору кафедры биологии почв факультета почвоведения МГУ имени М.В.Ломоносова, д.б.н. Г.М. Зеновой и профессору кафедры биоинженерии биологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова, д.б.н. Е.С. Лобаковой; ведущему научному сотруднику института почвоведения имени В.В. Докучаева, д.с.-х.н. Н.П. Чижиковой; заведующему кафедрой биологии почв, чл.-корр. РАН И.Ю. Чернову и всем сотрудникам кафедры биологии почв факультета почвоведения МГУ имени М.В. Ломоносова; ведущему научному сотруднику кафедры биоинженерии биологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова, д.б.н. И.О. Селях; старшему научному сотруднику Института физико-химической биологии имени

А.Н. Белозерского МГУ имени М.В. Ломоносова, к.б.н. Е.О. Омаровой; сотрудникам кафедры биофизики биологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Объекты и методы исследования

Объектами исследования служили:

1) аксеничная культура гетероцистообразующей свободноживущей цианобактерии Anabaena variabilis Kutz. АТСС 29413, полученная из музея кафедры биоинженерии биологического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова;

2) актиномицеты, выделенные из апогеотропных корней саговникового растения Stangeria eriopus (G. Kuntze) Nash.;

3) образцы горных пород:

а) тонкопылеватой (1-10 мкм) размерности, полученные из музея кафедры физики и мелиорации почв факультета почвоведения МГУ имени Ломоносова: каолина, с доминирующим минералом каолинитом, A14(OH)8[Si4010]; вермикулита, состоящего из вермикулита (Ca, Mg,.)(Mg, Fe)3(OH)2[(Si, А1)40Ю]*4Н20 с примесью слюды; гумбрина, со значительным количеством монтмориллонита, (Ca, Mg, ...)(А1, Fe3+, Mg)2(OH)2[Si, Al)4010]* пН20 и мономинеральной породы мусковита KA12(AlSi3O10)(OH)2;

б) мелкопесчаной размерности (25-50 мкм): биотита (K(Mg, Fe)3[AlSi301Ö](0H, F)2 ) и вермикулита (Mgx(H2O)4{Mg3-x[AlSi3O10](OH) 2}), исходные образцы получены из месторождения Ковдор Кольского полуострова.

Методы исследования

Идентификация исследуемых актиномицетов была проведена на основании полифазного подхода с использованием фенотипических признаков (культуральных, морфологических, хемотаксономических и физиологических) и молекулярно-биологических методов (секвенирование гена 16SrRNA).

Выделение ДНК из актиномицетов осуществляли согласно методике (Манучарова, 201Э). Для проведения полимеразной цепной реакции и дальнейшего секвенирования ПЦР-фрагментов гена 16S rRNÁ была использована система универсальных праймеров FBD1/RBD1, сконструированных в 2005 году (Андронов, личное сообщение).

Реакционная смесь для ПЦР включала: праймеры — по 5 пмоль каждого; Taq-полимераза - 2,5 единиц; 1 ОХ буфер - 2,5 мкл, 2 мМ; dNTP - 2,5 мМ; ДНК-матрица - 100 нг. Деионизированной водой доводили пробу до 20 мкл. Реакцию проводили в автоматическом амплификаторе iCycler (Bio-Rad, США) в следующем режиме: 1 шаг - 95°С - 3 мин; 2 шаг -(94°С - 30 с, 55°С - 30 с; 72°С - 1 мин) - 30 раз; 3 шаг - 72°С - 20 мин.

Продукты ПЦР анализировали электрофоретически в 1%-ном агарозном геле при напряжении 5 В/см, в качестве буфера использовали Х0,05 ТАЕ (х50 ТАЕ: Tris base - 242 г, СНзСООН - 57,1 мл, 0,5 М EDTA (pH 8,0) - 100 мл).

Секвенирование фрагментов 16S rRNA проводили с использованием набора реагентов фирмы "Beckman", в соответствии с рекомендациями изготовителя. Регистрация фрагментов проводилась с помощью прибора для автоматического секвенирования CEQ8000, Beckman Culiter, США. Анализ результатов секвенирования проводили при помощи программы "Vector NTI 8", идентификацию акгиномицетов проводили при помощи сравнения нуклеотидной последовательности ПЦР-фрагментов 16S rRNA с последовательностями, представленными в базе данных NCBI по протоколу nBLAST. Построение бескорневых филогенетических деревьев исследуемых штаммов акгиномицетов производилось с использованием алгоритма "neighbor-joining" при помощи методов, реализованных в пакете MEGA 4.0.

Монокультуру цианобактерии A. variabilis поддерживали на среде BG-11 (Stantier et al., 1971). Пересев монокультуры цианобактерии проводили один раз в месяц (объем инокулята составлял ~ 10 % от объема свежей среды). Культивирование цианобактерий проводили на жидких и твердых (2% агара) питательных средах в люминостате при постоянном освещении (780 лк, t 24±1°С) в течение 3-х недель. Стрептомицеты поддерживали на агаризованном овсяном агаре (Зенова, 2000).

Наличие антагонистической активности цианобактерии по отношению к актиномицету и актиномицета по отношению к цианобактерии определяли традиционным методом «блоков» (Егоров, 1965).

Для формирования экспериментальной ассоциации в 3-х недельную культуру цианобактерии (100 мл), выращенную в жидкой питательной среде BG-11„ (без микроэлементов), добавляли посевной материал актиномицета (50 мл) из 7-ти суточной погруженной культуры, выращенной на жидкой среде минеральный агар 1.

В процессе роста культур (цианобактерии, стрептомицета и ассоциативного таллома) в жидкой среде Фиксировали изменение значения рН культуральных жидкостей. Измерения проводили с помощью анализатора жидкости многопараметрического ЭКОТЕСТ-2000 с определенным временным интервалом: на 3, 5, 7, 10, ... 19-е сутки роста. Контролем служили измерения рН в средах BG-11 и минеральный агар 1. Опьгг проводили в 3-х кратной повторности.

Антимикробную активность монокультур цианобактерии, стрептомицета Streptomyces pluricolorescens и таллома экспериментальной ассоциации определяли методом «блоков». Использовали следующие тест-культуры микроорганизмов: микромицеты - Penicillium sp., Fusarium sp., Mucor hiemalis, Aspergillus sp., Alternaría altérnala; дрожжи - Rhodororula glutinis, Saccharomyces cerevisiae, Melschnikowia pulcherrima; бактерии - Flavobacterium sp., Bacillus brevis, Micrococcus sp., Janthinobacterium sp., Rhodococcus sp., Methylobacterium sp., Aquaspirillum sp.; актиномицеты - Streptomyses odorifer, Streptomyces tendae 175 FR846234.

Исследования ультраструктурных особенностей актиномицетов и цианобактерий в монокультуре и ассоциативных талломах проводили при помощи просвечивающего

электронного микроскопа JEM-1011 ("Jeol", Япония). Биомассу клеток цианобактерии и актиномицета из монокультуры и при совместном культивировании фиксировали 5%-ным раствором глутарового альдегида в 0.1 M какодилатном буфере (рН 7.2) при комнатной температуре в течение 1.5 ч, затем трижды отмывали в том же буфере и дополнительно фиксировали 1 % раствором OsCU в том же буфере на холоду. Обезвоженные клетки пропитывали аралдитом. Ультратонкие срезы получали на ультратоме LKB-4800 (Швеция) и контрастировали цитратом свинца по Рейнольдсу (Reynolds, 1963) в течение 40 мин. Просмотр препаратов проводили при инструментальном увеличении 8000-50000х и ускоряющем напряжении 80 кВ.

Наблюдение за динамикой численности компонентов в процессе роста экспериментальной ассоциации проводили с использованием люминесцентного микроскопа Zeiss Axioscop 2 plus (Германия) со светофильтром Filter set 1, для подсчета длины актиномицетного мицелия препараты окрашивали акридином оранжевым. Биомассу цианобактерии (Бц) и актиномицетов (Ба) учитывали по формулам:

Бц = 2NxlO"3_ где N - среднее число клеток цианобактерии в поле зрения;

Ба = 2Мх10"3, где M - средняя длина мицелия актиномицета, мкм.

Фотоиндуцированные сигналы ЭПР исследуемых образцов монокультуры цианобактерии АпаЪаепа variabilis и ассоциативного таллома регистрировали на радиоспектрометре РЭ-1307 (Россия, ЭЗАН, Черноголовка) 3-х сантиметрового диапазона с частотой высокочастотной модуляции магнитного поля 100 кГц. Мощность СВЧ-излучения составляла 10 мВт. Образцы находились в плоской кварцевой кювете. Освещение образцов осуществлялось в резонаторе радиоспектрометра. В качестве источника света использовался светодиод мощностью 3 Вт с максимумом излучения при 635 нм.

Присутствие протонов свободной воды в лиофильно высушенной цианобактериально-актиномицетной ассоциации определяли по спектрам Я MP высокого разрешения (Финей, Сатклиф, 1968-69) на томографе ЯМР - Avance 600 фирмы Bruker (1Н 600 Мгц) в учебно-научном межфакультетском и междисциплинарном Центре магнитной томографии и спектроскопии МГУ имени М.В.Ломоносова и по кривым спада спинового эха. Для проведения измерений на установке ЯМР-спиновое эхо 0,5 г исследуемого образца помещали в ампулу. Существенным преимуществом метода ЯМР является то, что этот метод позволяет изучать живые организмы in vivo без нарушения их целостности и состояния. Работа на установке ЯМР-спиновое эхо происходила при частоте 20 МГц, точность измерений составляла 7%. С целью исключения влияния диффузии, измерение времени спин-спиновой релаксации протонов проводили с помощью метода Карр-Парселла-Мейбума-Джилла (90°-п 180° импульсов) (Зорин, Лундин, 2007). Для высушивания исследуемые образцы помещали в лиофильную установку, перед сушкой образцы замораживали при -20° С, сушили в вакууме (10"3 торр, 10 ч.). На последних этапах сушки образцы нагревались до комнатной температуры.

Опыты по исследованию кристаллической решетки минералов под влиянием роста экспериментальных ассоциаций и их компонентов проводились в стеклянных стаканах-фильтрах с впаянной пористой мембраной, на которую сначала накладывали фильтровальную бумагу, затем помещали слой (около 5 мм) измельченной до состояния порошка породы, на которую наносили в разных вариантах опыта слой предварительно отцентрифугированной биомассы цианобактерии или стрептомицета, или таллома ассоциации (около 5 мм). Предварительное центрифугирование биомасс ассоциативного таллома и его компонентов проводили, чтобы избежать влияния на структуру минеральной составляющей компонентов питательной среды. Для поддержания роста цианобактерии и развития таллома ассоциации образцы с талломом и цианобактерией прокапывали стерильной водопроводной водой один раз в 2-3 дня в течение всего опыта. Длительность проведения опытов составляла 2 мес.

Минералогический состав пород определяли рентгендифрактометрическим методом с помощью универсального рентгендифрактометра XZG фирмы Carl Zeiss Yena (Германия) в Институте почвоведения им. В.В. Докучаева РАСХН. Рентгендифрактограммы получены для воздушно-сухих образцов, образцов, насыщенных этиленгликолем, и образцов, прокаленных при температуре 550 °С. Режим работы аппарата в процессе съемки сохраняли постоянным. Для выявления изменений структурного состояния минералов съемка проведена при 30 kv, 25 mA. Использовано медное излучение, фильтрованное никелем.

В водных вытяжках, полученных после промывания стерильной водой образцов породы вермикулита, проводили определение количества выщелоченных катионов Mg. К и AL Была проведена оценка количества выщелачиваемых из вермикулита катионов под влиянием выращивания таллома ассоциации, монокультуры цианобактерии и актиномицета. В качестве контроля анализировали содержание катионов в вытяжках, полученных в результате промывания стерильной водой исходного образца породы вермикулита. Измерения проводились на масс-спектрометре с индуктивно связанной плазмой Agilent 7500а ICP-MS.

Статистическая обработка результатов проводилась при помощи пакета программ Statistica 8.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

1. Идентификация актиномииетов

Выделенные из апогеотропных корней саговникового растения стрептомицеты идентифицированы согласно фенотипическим и геносистематическим признакам как Streptomyces pluricolorescens шт. 1 и Streptomyces cyaneofuscatus шт. №2. Нуклеотидные последовательности гена 16S rRNA штаммов 1 и 2 депонированы в GenBank NCBI с

присвоением индивидуальных номеров доступа: Streptomyces pluricolorescens FR837629 и Streptomyces cyaneofuscatus FR837630.

2. Конструирование экспериментального ассоциаииативного таллома

Критериями образования ассоциации цианобактерии и актиномицета, являлись следующие:

1) Отсутствие взаимного антагонизма стрептомицета и цианобактерии.

2) Образование устойчивых (не разрушающихся при отмывании водой) ассоциативных талломов при культивировании цианобактерии и актиномицета в жидкой питательной среде BG-11„. (в случае отсутствия взаимодействия образования талломов не происходит, и микроорганизмы при смешивании образуют двуслойный осадок - конгломераты гиф стрептомицета внизу, слой клеток цианобактерии - сверху).

При определении антагонистической активности компонентов ассоциации друг к другу отмечено наличие зон роста стрептомицетов вокруг блоков цианобактерии, что позволяет сделать вывод об отсутствии антагонизма между исследуемыми культурами, а, следовательно, о возможности построения экспериментальных ассоциаций из этих компонентов.

Визуальное наблюдение за совместным культивированием цианобактерии и актиномицетов в жидкой питательной среде продемонстрировало не только активный рост микроорганизмов, но и формирование талломов, образуемых посредством переплетения нитей цианобактерии и конгломератов гиф стрептомицетяого мицелия (рис.1, 2).

Рис. 1. Вид ассоциативного таллома, образуемого при выращивании Anabaena variabilis и Streptomyces pluricolorescens (А) и Anabaena variabilis и Streptomyces cyaneofuscatus (Б) в жидкой среде BG-11м. Масш. отр.= 1 см.

яшт

Ярг-

Ш1ШГ

__

ы

Рис. 2. Вид ассоциативного цианобактериально-актиномицетного таллома Anabaena variabilis и Streptomyces pluricolorescens при совместном выращивании в жидкой среде BG-11м (масш. отр.= 0,5 см).

Наблюдения за динамикой культивирования ассоциативного таллома показали, что в процессе роста ассоциации биомасса цианобактерии стабильно увеличивается (табл.1). Биомасса же актиномицета немного увеличивается к 3-м суткам опыта и далее постепенно уменьшается к 10-м и к 21 суткам роста. Цианобактерия при этом доминирует в биомассе ассоциативного таллома.

Таблица 1.

Биомасса цианобактерии и актиномицета в процессе культивирования ассоциативного

таллома

Сутки Биомасса цианобактерии АпаЬаепа уагШЬШз, *10"3 г Биомасса актиномицета ^¡гер1отусе5 р1иг!Со1оге5сет, *10"3 мг

0 5,40 ± 0,76 5,02 ± 0,60

3 9,16 ± 1,46 11,49 ± 1,25

10 12,50 ± 1,62 3,76 ± 0,56

21 27,68 ± 3,32 3,64 ± 0,47

"данные представлены в виде среднего значения ± среднее квадратичное отклонение.

3. Ультраструктурные изменения стуептомииетов и иианобактеуии в экспериментальном ассоциативном талломе

В процессе исследования ультратонких срезов ассоциативного таллома в трансмиссионном электронном микроскопе (рис. 3) впервые выявлены специфические особенности актиномицетного компонента. Выявлено, что часть актиномицетных гиф в талломе характеризуется деградацией внутреннего содержимого и разрушением клеточной стенки. В клетках с признаками деградации часть цитоплазмы без изменений отделялась цитоплазматической мембраной от остального содержимого.

Отмечено присутствие гиф с хорошо выявляемым внутренним содержимым, у которых отсутствует пептидогликановый слой, но сохраняется цитоплазматическая мембрана с наружными выростами, что может свидетельствовать об образовании Ь-подобных форм у актиномицетов в ассоциативном талломе (рис. 3, В, Г).

При пересеве 1,5 и 2-месячных талломов ассоциации на свежую среду демонстрировался рост актиномицета, что может свидетельствовать о жизнеспособности гиф актиномицетов в ассоциативном талломе.

Рис. 3. Ультрастуктура гиф Streptomyces pluricolorescens в монокультуре (А) и в ассоциативном талломе разного возраста (Б, В - 3-х недельного возраста и Г-2-х месячного возраста).

Из литературы известно, что L-подобные формы бактерий, у которых клеточная стенка либо модифицирована, либо отсутствует, могут образовывать симбиозы с растениями и выступать в этих симбиозах в качестве биоконтрольных агентов (Waterhouse et al. 1996; Innes, Allan, 2001). Очевидно, L-подобные формы актиномицетов, являющихся ассоциативными компонентами синцианоза кораллоидных корней саговникового растения, могут осуществлять биоконтрольные функции в данном растительном синцианозе.

В экспериментальном талломе наблюдаются ультраструктурные изменения и цианобактерии. Клетки цианобактерии в составе ассоциативного таллома не имеют четких очертаний, что может быть объяснено формированием клеток с дефектной клеточной стенкой, характеризующихся частичной утратой пептидогликанового слоя (рис. 4, Б, В). В ассоциативном талломе в популяции клеток цианобактерии отмечено формирование спороподобных клеток - акинет (рис. 4, В), что в литературе отмечается для природных синцианозов растений с цианобактериями (Горелова, 2006). В монокультуре цианобактерии Anabaena variabilis акинеты отсутствовали. Ранее в цианобактериально-актиномицетых талломах было отмечено образование форм несбалансированного роста у клеток цианобактерий (Звягинцев и др., 2010).

цианобактерии A. variabilis в монокультуре (А) и в составе ассоциативного таллома с S. pluricolorescens (Б, В); Г -акинета.

Рис. 4. Ультраструктура

Таким образом, зафиксированы морфологические и ультраструктурные изменения компонентов в сформированном цианобактериально-актиномицетном талломе, что может свидетельствовать о симбиотическом характере взаимодействия цианобактерии и актиномицетов.

4. Изменения физиологических свойств иианобактерии и стрептомииета при

Сравнительный анализ антагонистической активности монокультур цианобактерии А. variabilis и стрептомицетов S. pluricolorescens и S. cyaneofuscatus, а также двухкомпонентных ассоциативных талломов (цианобактерия-актиномицет), демонстрирует изменение антимикробных свойств талломов ассоциаций по сравнению с монокультурами их компонентов. Отмечено усиление антимикробной активности ассоциативных талломов с каждым из двух актиномицетов в отношении бактерий Rhodococcus sp., Micrococcus sp., Aquaspirillum sp., Bacillus brevis, актиномицетов Streptomyces sp. №175, грибов Fusarium sp. Показано, что в случае таллома, в котором в качестве мицелиального компонента присутствовал актиномицет 5. pluricolorescens, происходит расширение антимикробного спектра и проявление антибиотической активности в отношении следующих тест-культур микроорганизмов: бактерий Methilobaclerium sp., Flavobacterium sp., Janthinobacterium sp.; грибов Pénicillium sp. ; дрожжей Metchnokowia pulcherrima. Монокультуры цианобактерии и актиномицетов и цианобактериально-актиномицетной ассоциации A.variabilis и S.cyaneofuscatus подобных свойств к перечисленным тест-культурам не проявляли.

Наблюдение за изменением значений рН культуральной жидкости показало подщелачивание среды в процессе роста ассоциативного таллома и монокультур 5. pluricolorescens и A. variabilis (рис. 5). При этом значения рН среды при развитии

формировании ассоциативного таллома

1В

ассоциативного таллома находились между значениями, наблюдаемыми при культивировании монокультур актиномицета и цианобактерии. Таким образом, в процессе роста ассоциации значение рН среды становится все более оптимальным для жизнедеятельности одновременно обоих компонентов ассоциативного таллома.

Рис. 5. Динамика значений рН культуральных жидкостей цианобактериально-актиномицетной ассоциации A.variabilis и S.pluricolorescens и монокультур её компонентов.

В зрелом ассоциативном талломе (21 сут.), по сравнению с талломом более молодого возраста (10 сут.), обнаружено изменение хода процесса фотосинтеза, зафиксированное с помошью метода электронного парамагнитного резонанса. Отмечено медленное снижение сигнала ЭПР1 (сигнал от окисленных центров хлорофилла Р700) исследуемого образца зрелого таллома (рис. 6). Подобный характер спектра может свидетельствовать о нарушении потока электронов от фотосистемы (ФС) II к ФС I, т.е. об изменении фотосинтеза в цианобактерии, входящей в состав ассоциативного таллома. Известно, что ФС II не работает в специализированных азотфиксирующих клетках — гетероцистах. Очевидно, полученные результаты можно объяснить увеличением количества гетероцист в нитях цианобактерии и, возможно, более быстрым старением цианобактерии в ассоциации с актиномицетом по сравнению с монокультурой, т.к. известно, что с возрастом количество гетероцист в нитях цианобактерии возрастает (как следствие истощения со временем питательной среды и, в частности, уменьшением в ней нитратного азота) (Баулина, 2010).

if

А

п ц

/

щ

vm

щ

ук

4

Рис. 6. Кинетика сигнала ЭПР1 для цианобактерии, входящей в составе экспериментального ассоциативного таллома недельного* (А) и 3-х недельного возраста (Б).

"спектр, полученный для цианобактерии в монокультуре, аналогичен таллому недельного возраста.

Сравнение сигналов ЭПР1 в талломе ассоциации и в монокультуре цианобактерии демонстрирует 6-кратное увеличение амплитуды сигнала в случае ассоциативного таллома, что может свидетельствовать о соразмерном увеличении биомассы цианобактерии под влиянием актиномицета в талломе по сравнению с монокультурой.

В наших исследованиях методом ядерного магнитного резонанса (ЯМР) высокого разрешения и ЯМР-спиновое эхо показано, что в лиофильно высушенных образцах таллома цианобактериально-актиномицетной ассоциации, сформированной из A. variabilis и S. pluricolorescens, присутствует фракция подвижных протонов (2,7% от веса образца, Тг=16 мс), которая сохраняется и при низких температурах. На кривой спектра протонного резонанса лиофильно высушенного образца таллома отмечен химический сдвиг около 5 миллионных долей (м.д.) от тетраметилсилана (соответствующий нулевой отметке, ши О м.д.), характерный для протонов "свободной" воды (рис. 7) (Лундин, Федин, 1986). В лиофильно высушенных монокультурах стрептомицетов и цианобактерии, используемых для формирования ассоциативного таллома, вода отсутствует.

Известно (Звягинцев, Зенова, 2001), что в лиофильно высушенных монокультурах стрептомицета и зеленой водоросли Chlorella vulgaris вода отсутствует, в то время как в лиофильно высушенном лишайникоподобном талломе, экспериментально сформированном этими организмами, регистрируется присутствие подвижных протонов воды (около 3 %).

Рис. 7. Спектр ЯМР высокого разрешения таллома цианобаетериально-актиномицетной ассоциации (м.д. - миллионные доли напряженности магнитного поля).

Возможно, именно накопление определенного количества "свободной" воды в талломе ассоциации является одним из механизмов адаптации последней к дефициту влаги. Показано, что в клетках цианобактерии в талломе, экспонируемом в условиях экстремально низком давлении влаги (-96,4 МПа), сохранялся хлорофилл, о чем свидетельствовала

собственная флуоресценция клеток цианобактерии, наблюдаемая в люминесцентном микроскопе. В монокультуре цианобактерии в адекватных условиях флуоресценции клеток в большинстве случаев не наблюдалось, что может быть объяснено деградацией хлорофилла в условиях экстремально низкой влажности. Причем, если в недельном ассоциативном талломе количество флуоресцирующих клеток цианобактерии превышало таковое в монокультуре в среднем лишь на 20 %, то в 2-недельных талломе эта разница составляла уже около 70 %.

Подобная устойчивость микроорганизмов к стрессовым факторам среды известна в микробных консорциумах - биопленках (Николаев, Плакунов, 2007). Можно предположить, что в условиях ассоциации происходят значительные структурные изменения, которые и обусловливают появление фракции подвижных протонов в лиофильно высушенных образцах ассоциативного таллома.

Таким образом, экспериментально сконструированы цианобактериально-акгиномицетные талломы, в которых выявлены специфические физиологические (усиление антимикробного спектра, присутствие свободной воды, нарушение работы второй фотосистемы в тилакоидах) и ультраструктурные (обнаружение L-подобных форм актиномицета в ассоциативном талломе) изменения по сравнению с монокультурами, свидетельствующие о симбиотическом характере взаимодействия партнеров.

5. Преобразование структуры глинистых минералов под влиянием экспериментальных цианобактериально-актиномииетных ассоциаций

Под влиянием роста экспериментальных цианобактериально-актиномицетных ассоциативных талломов зафиксировано изменение кристаллохимического состояния и минералогического состава глинистых минералов в породах каолина, вермикулита, биотита и гумбрина.

Исходный образец породы каолина состоит из каолинита (рефлексы в области d001=7,22 А и d002=3,58 А), с примесью слюд (d001=10,0 А, d002=5,01 А, d003=3,34 А), а также гиббсита (d=4,85 А), кварца (d=4,28 А) и полевых шпатов (ортоклаза) (d=3,22 А) (рис. 8,1).

Отношение интенсивностей рефлексов слюды dOOl и d003 к интенсивности рефлекса d002 свидетельствует о наличии диоктаэдрической разности слюд, поскольку интенсивность рефлекса d002 составляет 1/3 интенсивности первого базального рефлекса (dOOl) (рис. 8, 1). Указанные межплоскостные расстояния минералов не изменяются при сольватации образца этиленгликолем. Прокаливание образца при 550° С в течение 2-х часов привело к полному разрушению каолинита (рис. 8,1).

В образце каолина под влиянием роста монокультуры стрептомицета S. pluricolorescens, происходит нарушение структуры как породообразующего каолинита, так

и слюды (рис. 8, II), что выражается в существенном снижении интенсивностей рефлексов минералов по сравнению с исходным образцом породы. Характер кристаллохимического преобразования минералов под влиянием роста монокультуры цианобактерии A. variabilis аналогичен варианту с ростом монокультуры стрептомицета.

В образце породы, на котором выращивали ассоциативный таллом цианобактерии и 5. pluricolorescens, происходит более интенсивное кристаллохимическое преобразование каолинита и слюды, что зафиксировано по более значительному уменьшению интенсивностей рефлексов d001=7,22 А и dOOl =10,00 А соответственно (рис. 8, III) по сравнению с вариантом опыта с выращиванием монокультуры стрептомицета (рис. 8, II). Одновременно происходит относительное накопление в породе кварца и гиббсита, диагностируемое по увеличению интенсивностей его рефлексов.

Рис. 8. Рентгендифрактограммы глинистых минералов в породе каолина: I — исходный образец породы; II — образец после выращивания монокультуры S. pluricolorescens, III - образец после выращивания ассоциативного таллома. Условные обозначения здесь и далее: а — воздушно-сухой образец породы, б - образец после сольватации этиленгликолем; в — образец после прокаливания при 550 °С в течение 2 ч. (Высота и ширина пика — интенсивность рефлекса минерала, цифры — межплоскостное расстояние минералов, выраженное в ангстремах).

Рентгендифрактограмма породы вермикулита позволяет сделать вывод о присутствии в породе, кроме вермикулита, значительной примеси слюды (биотита). Диагностика вермикулита основана на наличии интенсивного отражения первого порядка, соответствующего межплоскостному расстоянию 14 А и серии базальных рефлексов с наиболее сильными рефлексами 4-го и 5-го порядков, соответственно 3,64 и 2,88 А (рис. 9,1). Насыщение образцов этиленгликолем не изменяет величин базальных межплоскостных расстояний. Прокаливание при 550 °С в данном случае не привело к полному сжатию до 10 А решетки минерала, сохранился остаточный продукт, отличающийся значительным снижением интенсивности первого рефлекса (рис. 9,1).

Биотит диагностирован по наличию целочисленной серии отражений, кратных 10 А, а именно d002 = 5,01, d003 = 3,33 А. Эти отражения не изменяются при прокаливании образца при 550 °С в течение 2-х ч и насыщении его этиленгликолем (рис. 9,1).

I* ..я js» щ. 4.

Выращивание ассоциативного таллома А.уапаЫШ и 5. суапео/шсШш привело к преобразованиям минералов, выраженным в уменьшении интенсивности рефлексов вермикулита. Снижение интенсивности базальных отражений в области ¿001, <3004 и с!005 в три раза свидетельствует о процессе разрушения этого компонента породы (рис. 9, И, а). Отмечается трансформационное преобразование биотита с формированием смешаннослойного слюда-вермикулита с тенденцией к упорядоченности чередования пакетов. Последнее доказывается наличием рефлексов в области 12,7 и 24,4 А (рис. 9, II).

вд4н< .Js"^»««

Im w?T" и4™«»!

!Н05

1 I

Р

i ; л

Л J« Л JA

п

h

10,М| ¿Н,4 lOji^i.».«

№

t

и

Sß7

/

ИЛ

М,и

Рис. 9. Рентгендифрактограммы глинистых минералов в породе вермикулита: I - исходный образец породы; II - образец после выращивания ассоциации А.гапаЫНз и 5. суапео/изсаШ.

Минералогический анализ породы мусковита позволил сделать вывод о мономинеральности породы, что диагностировано по наличию характерных для мусковита рефлексов d001=10,00 А; d002=5,01; d003=3,33 А, сохраняющихся после сольватации этиленгликолем и прокаливания при 550 °С (рис. 10, I). Наличие на препаратах этих четко различимых рефлексов позволяет сделать вывод о высокой степени совершенства структуры мусковита. Сольватация образца этиленгликолем и прокаливание в течение 2-х часов при 550 °С не привели к изменению межплоскостного расстояния минерала и на рентгендифракгограммах отражается четкий рефлекс мусковита d001=10 А (рис. 10,1, б, в).

Выращивание на данном образце породы в течение 2-х месяцев таллома цианобактериально-актиномицетной ассоциации практически не повлияло на структуру минерала (интенсивности рефлексов лишь незначительно уменьшились по сравнению с первоначальным вариантом) (рис. 10, II). Таким образом, мусковит является стойким к выветриванию, в частности, биологическому, минералом, и не разрушается под действием биологически активных веществ, продуцируемых цианобактериально-актиномицетной ассоциацией.

|3,36 - -

.'J 5,0 |Ю

и

/

I ^ 6 II

Рис. 10. Рентгендифрактограммы глинистых минералов тонкопылеватой фракции в образце породы мусковита — исходном (I) и после выращивания таллома цианобактериально-актиномицетной ассоциации A. variabilis и S. cyaneofuscatus (II).

Рентгенографирование ориентированных препаратов породы гумбрин свидетельствует о том, что порода мономинеральна и состоит из минерала группы смектитов, а именно из монтмориллонита. В исходном воздушно-сухом состоянии минерал дает отражения с межплоскостным расстоянием 14 А. Этот рефлекс всегда интенсивен, последующая целочисленная серия рефлексов имеет незначительную интенсивность (рис. 11). Сольватация образца этиленгликолем привела к увеличению межплоскостного расстояния с 14 до 16,9 А, здесь отмечается новая целочисленная серия отражений, четко диагностируется рефлекс в области 8,6 А (рис. 11, б). Прокаливание образца при 550 °С привело к сокращению межплоскостного расстояния до 10 А (рис. 11, в). Наличие рефлекса при 4,07 А свидетельствует о примеси кристобалита, рефлекс 3,35 А - о примеси кварца.

А И . 16,9

3,35 1 - -W

4,4

ч

J

10,0 I

V/*

-Л)

Рис. 11. Рентгендифрактограммы глинистых минералов в исходном образце породы гумбрина.

Исследование влияния жизнедеятельности микробных ассоциаций на минералы породы гумбрина проводили с одновременным использованием талломов двух ассоциаций: таллома ассоциации A. variabilis и 5. pluricolorescens и таллома ассоциации A. variabilis и S. cyaneofuscatus. Использование в качестве мицелиального компонента стрептомицета

19

5. р1ипсо1огезсепз привело к существенному снижению интенсивности и большей асимметричности основного (13,9 А) рефлекса минерала (рис 12,1.). Одновременно в образце резко увеличилась интенсивность рефлексов 4,4; 4,07; 3,35 А, что говорит об относительном снижении количества монтмориллонита. Можно предположить, что произошло разупорядочивание структуры минералов, снижение ориентации кристаллов по оси с за счет агрегирования минералов с продуктами жизнедеятельности микробных сообществ. В пользу этого вывода говорит увеличивающаяся интенсивность общего рефлекса 4,4 А.

Цианобакгериально-актиномицетная ассоциация, в которой в качестве мицелиального компонента использовался стрептомицет 5. суапео/иъсаша, оказала меньшее влияние на структурное состояние минеральной составляющей. Это выражается в меньшем снижении интенсивности и большей четкости рефлекса монтмориллонита <1001 = 15,2 А (рис. 12, II).

«16,9

АС7

3 ■* I

з »р

i I

__<- U

8,53

д

II

'Чу

Рис. 12. Рентгендифрактограммы глинистых минералов в породе гумбрина после выращивания таллома ассоциации цианобактерии Anabaena variabilis и стрегттомицета Streplomyces pluricolorescens (I) и таллома ассоциации цианобактерии Anabaena variabilis и стрептомицета Streptomyces cyaneofuscatus (II).

В качестве субстрата для роста цианобактерии, стрептомицета и цианобактериально-актиномицетной ассоциации использовались мелкопесчаные фракции (25-50 мкм) породы вермикулита и биотита.

Рентгендифрактометрический анализ образцов позволяет сделать вывод о мономинеральности исследуемых пород и о высокой степени совершенства структуры породообразующих минералов (вермикулита и биотита, соответственно). Выращивание монокультур цианобактерии A.variabilis и стрептомицета S.pluricolorescens и ассоциативного таллома, состоящего из этих культур, привело к заметному преобразованию структуры минералов, диагностируемого по уменьшению интенсивности рефлексов вермикулита (рис. 13)и биотита.

Uu

i IW

! Ml

1

II

III

Рис. 13. Рентгендифрактограммы глинистых минералов в породе вермикулита мелкопесчаной размерности: I — исходный образец породы; II — образец после выращивания монокультуры S. pluricolorescens. III - образец после выращивания ассоциативного таллома

При подготовке ориентированных препаратов для рентгеносъемки породы вермикулита после выращивания ассоциативного таллома было визуально отмечено, что произошло существенное уменьшение размерности минеральных частиц, по сравнению с исходным образцом породы. Частички минерала более плотно ложились на плоскость с (лучше "прилипали"). Проведеннный седиментационный анализ минерального субстрата свидетельствует о прохождении в образце породы процесса диспергирования материала, разрушения частичек мелкопесчаной размерности до тонкопылеватых.

Таким образом, под влиянием роста таллома цианобактериально-актиномицетной ассоциации происходит физическое дробление минерального субстрата, что, в свою очередь, приводит к более сильному разрушению структуры минералов. Показано, что под влиянием ассоциативного экспериментального таллома, помимо химического растворения вермикулита, осуществляется процесс физического дробления минеральной составляющей, что, скорее всего, является следствием симбиотического характера взаимодействия компонентов таллома, а именно совместной стимуляции компонентами друг друга и, вследствие этого, более полного извлечения питательных элементов из минерала.

Полученные данные свидетельствуют о наличии процесса разрушения структуры минерала, несмотря на существенное увеличение размера минеральных частичек. Вместе с тем, следует отметить, что такая модель опыта является приближенной к реальным природным условиям, в частности к ситуации выхода на поверхность скальных пород, первопоселенцами на которых являются цианобактерии в симбиотических ассоциациях с мицелиальными бактериями.

Отмечено, что выращивание цианобактериально-актиномицетноого ассоциативного таллома и монокультур цианобактерии и актиномицета на породе вермикулита способствовало выносу части калия, магния и алюминия - продуктов разрушения кристаллической решетки минерала. Выщелачивание элементов, обусловленное

воздействием ассоциативного таллома, превышало вынос катионов, наблюдаемый в образце под влиянием роста монокультуры цианобактерии A.variabilis, стрептомицета S. pluricolorescens и в контрольном образце породы (табл. 2). Таким образом, биодеградационное влияние ассоциации на^структуру минерала было существенно больше, нежели монокультур цианобактерии и актиномицета.

Таблица 2.

Выщелачивание катионов из породы вермикулита под влиянием монокультуры цианобактерии A. variabilis, актиномицета S. pluricolorescens и циаиобактериально-актиномицетного таллома

Mg А1 К

нг/л

S. pluricolorescens 108,10 ± 17,27 0,005 ± 0,001 2,40 ± 0,45

A.variabilis 42,82 ± 6,85 0,018 ±0,004 2,62 ± 0,49

A. variabilis + S. pluricolorescens 198,20 ± 25,71 0,074 ±0,011 47,08 ± 7,53

контроль 17,07 ± 1,87 0,007 ± 0,001 2,61 ± 0,49

H20 диет. стер. 0,51 ± 0,08 0,015 ± 0,003 0,03 ± 0,01

"■данные представлены в виде среднего значения ± среднее квадратичное отклонение.

Заключение

Сформированы экспериментальные ассоциативные талломы, компонентами которых являются гетероцистообразующая цианобактерия АпаЬаепа \'аг1аЫЬШз КШг. АТСС 29413 и актиномицеты З^ерЮтусез рЫПсоЪгеясет РЯ.837629 и ¿Угер/отусго суапео/ихсаШ РЛ837630. Микроскопические исследования экспериментального ассоциативного таллома выявило появление Ь-подобных форм актиномицетов, отсутствующих в монокультурах.

Отмечены физиологические изменения цианобактерии и актиномицетов в экспериментальном талломе: замедление епада электронно-парамагнитного резонансного (ЭПР) сигнала, что свидетельствует о нарушении потока электронов от ФС II к ФС I в мембранах цианобактерии, то есть об изменении фотосинтетической работы тилакоидов цианобактерии в ассоциации по сравнению с монокультурой цианобактерии. Отмечено существенное увеличение биомассы цианобактерии в талломе ассоциации по сравнению с монокультурой цианобактерии. Установлено сохранение собственной флуоресценции хлорофилла в клетках цианобактерии при экспонировании ассоциативного таллома в условиях экстремальной влажности (а„, 0,50) при отсутствии флуоресценции при экспонировании монокультуры цианобактерии в адекватных условиях. Очевидно, ксеротолерантность цианобактерии в талломе ассоциации связана с присутствием свободной воды, обнаруженной методом ЯМР. Установлено расширение спектра антимикробного действия ассоциативного таллома к тест-культурам микроорганизмов по сравнению с монокультурами цианобактерии и актиномицетов.

Появление Ь-подобпых форм у актиномицета, наличие изменений в ультраструктуре цианобактерии, наряду с изменением экофизиологических свойств компонентов ассоциации, свидетельствует о симбиотическом характере взаимодействия компонентов в экспериментальном ассоциативном талломе.

Отмечена активизация процессов разрушения структуры минералов, их трансформация и, в соответствии с этим, увеличение выхода в раствор ряда элементов под влиянием развития ассоциативного цианобактериально-актиномицетного таллома.

ВЫВОДЫ

1. В экспериментально сформированных цианобактериально-актиномицетных ассоциативных талломах установлены ультраструктурные изменения компонентов: впервые показано наличие Ь-подобных форм актиномицета в модельной ассоциации, обнаружены дефекты в клеточных стенках цианобактерий.

2. Отмечено расширение спектра и усиление антибиотической активности модельного цианобактериально-актиномицетного таллома в отношении исследуемых тест-культур микроорганизмов по сравнению с монокультурами компонентов.

3. В ассоциативном талломе установлено замедление спада электронно-парамагнитного резонансного (ЭПР) сигнала, что свидетельствует о нарушении потока электронов от фотосисьемы II к фотосистеме I тилакоидов цианобактерии, т.е. об изменении фотосинтетической работы мембран тилакоидов цианобактерии в ассоциации по сравнению с монокультурой цианобактерии. Эффект наиболее ярко проявляется в 3-х недельной ассоциации.

4. С использованием люминесцентной микроскопии и с помощью метода ЭПР показано существенное увеличение биомассы цианобактерии в ассоциативном талломе по сравнению с монокультурой.

5. Показано сохранение собственной флуоресценции хлорофилла в клетках цианобактерии при экспонировании ассоциативного таллома в условиях экстремально низкого давления влаги (-96,4 МПа, а„ 0,50) и отсутствие флуоресценции в клетках монокультуры цианобактерии в адекватных условиях. Очевидно, наличие этого эффекта связано с присутствием свободной воды в талломе ассоциации, зарегистрированного методом ЯМР.

6. Выявлено биодеградационное изменение кристаллической решетки глинистых минералов и их физическое разрушение под влиянием развития экспериментального ассоциативного таллома. Отмечена активизация выхода ряда элементов из кристаллической решетки под влиянием развития модельных цианобактериально-актиномицетных ассоциативных талломов. Интенсивность преобразования минералов контролируется их кристаллохимическим состоянием и компонентным составом ассоциативного таллома.

РАБОТЫ, ОПУБЛИКОВАННЫЕ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ*

1. Zenova G.M., Ivanova Е.А., Omarova Е.О., Chizhikova N.P., Orleanskii V.K., Manucharov A.S. Cyano-actinomycetal associations are destructors of clay minerals. // Materials of the III International Symposium. Bio-inert interactions: life and rocks. Санкт-Петербург. 2007. С. 30-32.

2. Иванова E.A. Роль цианобактериально-актиномицетных ассоциаций в преобразовании структуры глинистых минералов. // Материалы XV международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых "Ломоносов - 2008". Москва 2008. С. 49.

3. Зенова Г.М., Иванова Е.А., Чижикова Н.П. Влияние циано-актиномицетных ассоциаций на структуру глинистых минералов. // Материалы V съезда Всероссийского общества почвоведов им. В.В. Докучаева. Москва. 2008. Р. 108.

4. Орлеанский В.К., Зенова Г.М., Курапова А.И., Иванова Е.А. Бактерии и человечество.// Экосистемы, организмы, инновации. Москва. 2008. С. 57.

5. Иванова Е.А., Зенова Г.М., Чижикова Н.П. Функциональные особенности цианобактериально-актиномицетных ассоциаций. // Материалы IV молодежной школы-конференции с международным участием "Актуальные проблемы современной микробиологии". Москва. 2008. - С. 21.

6. Иванова Е.А. Цианобактериально-актиномицетные ассоциации как деструкторы глинистых минералов. // Материалы 12-ой Международной Пущинской школы -конференции молодых ученых "Биология - наука XXI века". 2008. С. 27.

7. Иванова Е.А., Зенова Г.М., Чижикова Н.П. Преобразование глинистых минералов под влиянием цианобактериально-актиномицетных ассоциаций. // Материалы конференции "Фундаментальные аспекты биологии в решении актуальных экологических проблем". Астрахань. 2008. С. 78.

8. Иванова Е.А. Исследование экспериментальных ассоциаций цианобактерий и актиномицетов, выделенных из природных синцианозов. Материалы XV международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых "Ломоносов - 2009". Москва. 2009. С. 60-61.

9. Зенова Г.М., Иванова Е.А., Омарова Е.О., Николаев Г.М., Лобакова Е.С., Чижикова Н.П. Модельные ассоциации актиномицетов и цианобактерии Anabaena variabilis Kutz и их способность к преобразованию структуры глинистых материалов. // Теоретическая и прикладная экология. 2009. № 3. С. 66-74.

* Жирным шрифтом выделены публикации в изданиях, рекомендуемых ВАК России для публикации результатов диссертационных работ.

10. Ivanova E.A., Zenova G.M., Chizhikova N.P. Experimental associations of cyanobacterium and actinomycetes isolated from natural symbiosis // Materials of the 1st Workshop on Molecular Biotechnology / XV Biotechnology Summer School. Gdansk. Poland. 2009. P. 53.

11. Иванова E.A., Чижикова Н.П., Зенова Г.М., Омарова Е.О. Бнодеградационное влияние экспериментальных ассоциаций цианобактерии и актиномицетов на структуру глинистых минералов. // Вестник Московского Университета. 2009. Сер. 17. Почвоведение. № 3. С. 12-16.

12. Зенова Г.М., Чижнкова Н.П., Омарова Е.О., Иванова Е.А. Экологическая роль цнанобактериалыю-актиномицетных ассоциаций в изменении структуры глинистых минералов. // Проблемы агрохимии и экологии. 2009. № 4. С. 25-32.

13. Ivanova Е.А., Omarova Е.О., Zenova G.M., Chizhikova N.P. Changes in the structure of clay minerals under the influence of cyano-actinomycetal associations. // Materials of the International conference "Clays, clay minerals and layered materials". Звенигород. 2009. С. 157.

14. Иванова E.A., Омарова Е.О., Зенова Г.М., Чижикова Н.П. Экспериментальные цианобактериально-актиномицетные ассоциации и их роль в преобразовании кристаллической решетки глинистых минералов. Материалы V молодежной школы-конференции с международным участием "Актуальные аспекты современной микробиологии". Москва. 2009. С. 79-80.

15. Иванова Е.А., Омарова Е.О., Лобакова Е.С., Зенова Г.М. Экофизиология экспериментальных ассоциаций цианобактерии и актиномицетов. // Бюллетень Московского общества испытателей природы, отдел биологический. Москва. 2009. Т. 114. Вып.2. С.50-52.

16. Иванова Е.А. Деструкция слюд разной кристаллохимии под влиянием цианобактериально-актиномицетных ассоциаций. Материалы XV международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых "Ломоносов - 2010". Москва. 2010. С. 44-45.

17. Звягипцев Д.Г., Зенова Г.М., Лобакова Е.С., Николаев Г.М., Омарова Е.О., Иванова Е.А., Савельев И.Б. Морфо-физиологические изменения цианобактерии в экспериментальной циаиобактериально-актиномнценой ассоциации. Микробиология. 2010. № 3. С. 329-336.

18. Ivanova Е.А., Omarova Е.О. The environmental role of associations of cyanobacterium and actinomycetes - the components of plant symbioses. Materials of the joint 5th Postgraduate Course and Minisymposium AB-RMS ... PhD Course and minisymposium "Adaptation to climate change in the Baltic sea region: contribution from plant and microbial biotechnology". Mikkeli. Finland. 2010. P. 26.

19. Иванова E.A., Зенова Г.М., Чижикова Н.П. Структурное преобразование глинистых минералов под влиянием модельных ассоциаций цианобактерии и актиномицетов. Медицинская геология: состояние и перспективы. Изд-во ГЕОС. 2010. С. 69-78.

20. Иванова Е.А., Зенова Г.М., Чижикова Н.П. Эколого-физиологические особенности цианобактериально-актиномицетных ассоциаций. // Материалы Международной научно-практической конференции, посвященной 100-летаю со дня рождения Э.А. Штиной «Водоросли и цианобактерии в природных и сельскохозяйственных экосистемах». Киров.

2010. С. 136-140.

21. Иванова Е.А., Зенова Г.М., Николаев Г.М. Экофизиологические особенности экспериментальных цианобактериально-актиномицетных ассоциаций. Материалы Всероссийского симпозиума с международным участием "Биологически активные вещества микроорганизмов: прошлое, настоящее, будущее". Москва. 2011. С. 53.

22. Иванова Е.А. Некоторые аспекты взаимодействия цианобактерий и актиномицетов в составе цианобактериально-актиномицетных ассоциаций. Сборник тезисов 15 Международной Пущинской школы-конференции молодых ученых "Биология-наука XXI века". Пущино. 2011. С. 337.

23. Иванова Е.А. Чижикова Н.П., Зенова Г.М. Цианобактериальное сообщество -биологический фактор выветривания. Сборник материалов IV Международного симпозиума "Биокосные взаимодействия в природных и антропогенных системах". Санкт-Петербург.

2011.С. 51-53.

24. Иванова Е.А., Чижикова Н.П. Преобразование минералов под влиянием цианобактериально-актиномицетных ассоциаций. Сборник материалов научно-практической конференции "Актуальные проблемы современной геологии, геохимии и географии". Брест. 2011. С.82-83.

25. Иванова Е.А., Чижикова Н.П., Зенова Г.М. Преобразование слюд различной кристаллохимии под влиянием циаиобактериально-актиномпцетных ассоциаций. Вестник Московского Университета. 2012. Сер. 17. Почвоведение. № 3. С.19-22.

Подписано в печать: 23.02.2013 Объем: 1,0 п.л. Тираж: 100 экз. Заказ № 101 Отпечатано в типографии «Реглет» 119526, г. Москва, пр-т Вернадского, д. 39 (495) 363-78-90; www.reglet.ru