Распространение и разнообразие спорообразующих бактерий рода Bacillus в водных экосистемах

Суслова, Мария Юрьевна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Распространение и разнообразие спорообразующих бактерий рода Bacillus в водных экосистемах
ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Распространение и разнообразие спорообразующих бактерий рода Bacillus в водных экосистемах"

003057331

^^ На правах рукописи

/jfcttf/cis

СУСЛОВА Мария Юрьевна

РАСПРОСТРАНЕНИЕ И РАЗНООБРАЗИЕ СЛОГООБРАЗУЮЩИХ БАКТЕРИЙ РОДА BACILLUS В ВОДНЫХ ЭКОСИСТЕМАХ

03.00.16 - экология 03.00.07 - микробиология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

: С

Улан-Удэ, 2007

003057331

Работа выполнена в лаборатории водной микробиологии Лимнологического института СО РАН, г. Иркутск

Ведущая организация: Дальневосточный государственный университет, кафедра общей экологии, Владивосток

Защита состоится «16» мая 2007 г. в 16.00 часов на заседании Диссертационного совета при Бурятском государственном университете по адресу: 670000, г. Улан-Удэ, ул. Смолина, 24а, биолого-1*еографический факультет, конференц-зал Факс: (3012)21-15 -93., E-mail: d21202203@mail.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Бурятского государственного университета.

Автореферат разослан «13» апреля 2007 г.

Научный руководитель:

кандидат биологических наук

ст.н.с. Парфенова Валентина Владимировна

Официальные оппоненты:

Доктор биологических наук

Профессор Намсараев Баир Бадмабазарович

Кандидат биологических наук Калашникова Ольга Михайловна

Ученый секретарь Диссертационного совета, кандидат- биологических наук

Н.А. Шорноева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Бактерии рода Bacillus вызывает большой интерес микробиологов по причине повсеместного распространения представителей этого рода, цикла развития, необычной устойчивости их спор к химическим и физическим агентам и патогенности.

Несомненно, огромный интерес представляет изучение механизмов устойчивости спор к различным физическим и химическим факторам. Споры с момента обнаружения были признаны самой выносливой среди известных форм жизни на Земле. В состоянии покоя споры показывают высокую степень устойчивости к инактивации различными физическими факторами, включая влажный пар, высушивание, ультрафиолетовое и гамма-излучение, вакуум и окисляющие агенты (Nicholson et al, 2000). Несмотря на инактивацию метаболизма, споры остаются способными к непрерывному контролю пищевого состояния их среды и быстро реагируют на поступление подходящих питательных веществ, прорастая и возобновляя вегетативный рост. Покоящиеся споры показывают невероятную долговечность и могут быть обнаружены фактически в любом типе среды обитания на Земле. Например, споры строго термофильного Bacillus spp. были изолированы из осадков холодных озёр (Nicholson et al, 2000). Имеются дискуссионные сообщения о том, что жизнеспособные споры Bacillus sphaerievs были восстановлены из кишки пчелы в Доминиканском янтаре, возраст которого от 25 до 40 миллионов лет (Fischman, 1995; Cano, Borucki, 1995).

Группа спорообразующих бактерий в озере Байкал, озере Хубсугул и термальных источниках Прибайкалья изучена недостаточно. Было показано, что эта группа бактерий составляет до 20% в составе микробного сообщества озера Байкал. Бактерии рода Bacillus в основном выделяли из придонных слоев воды и донных осадков (Максимова, Максимов, 1989). По результатам молекулярно-генетического анализа из глубоководной пробы воды, отобранной на центральной станции Южного Байкала, были получены всего 3 последовательности, отнесенные к роду Bacillus с невысоким процентом гомологии с ближайшими родственниками (Белькова и др., 1996). Термальные источники — это особая экологическая ниша, сообщество микроорганизмов которых является уникальным. И потенциальная ферментативная активность этих термофильных бактерий представляет несомненный интерес. Так, например, из гидротермальных источников Змеиный и Горячинский были выделены специфичные эндонуклеазы

рестрикции из Bacillus ste.arothermophilus (Репин н др., 2001). В донных осадках озера Хубсугул бактерии рода Bacillus ранее не изучались. Была проведена работа по определению ферментативной активности донного микробного сообщества (Maximov, 2006).

Исходя из показанной особой устойчивости спор, исследование спорообразующих бактерий в экстремальных условиях высоких и низких температур представляет особый интерес.

Цель и задачи исследования. Цель данной работы - установить распространение, видовой состав и физиолого-биохимическую активность бактерий рода Bacillus в экосистемах озера Байкал, озера Хубсугул и термальных источниках Прибайкалья.

Для выполнения данной цели были поставлены следующие задачи:

-* изучить распространение исследуемой группы бактерий в воде и осадках оз. Байкал;

- установить закономерности распределения бактерий в районах нефтепроявлений и влияния реки Селенги, содержащей промышленные и бытовые стоки;

- исследовать численность, распределение и разнообразие бактерий рода Bacillus в донных осадках оз. Хубсугул;

- отработать метод культивирования и изоляции спорообразующих бактерий из термальных источников Прибайкалья;

- сформировать коллекцию чистых культур бактерий р. Bacillus из исследуемых водных объектов и определить их видовой состав и ферментативную активность;

- изучить активность штаммов в процессах деградации различных органических соединений и в процессах биоминерализации в условиях лабораторного эксперимента.

Научная новизна. Впервые группа бактерий рода Bacillus показана в различных природных экосистемах озера Байкал, озера Хубсугул и термальных источниках Прибайкалья. Проведено систематическое определение видового состава. Впервые бактерии данной группы выявлены в термальных источниках, отработаны методы их изоляции при высоких температурах, определена ферментативная активность. Впервые установлена роль представителей этой группы в процессах деструкции «байкальской нефти», полициклических ароматических углеводородов, фталатов и биоминерализации соединений кремния.

соединения - нефть, полициклические ароматические углеводороды (ПАУ), фталаты - и высокая ферментативная активность могут быть использованы в практических целях. Кроме того, бактерии рода Bacillus могут быть использованы в экологическом мониторинге как показатели поступления органического вещества.

Защищаемые положения:

1. Бактерии рода Bacillus обнаружены во всех исследуемых природных объектах, составляя значительную долю в культивируемом гетеротрофном сообществе оз. Байкал, оз. Хубсугул и термальных источниках Прибайкалья. Видовой состав бактерий рода Bacillus в оз. Байкал представлен тремя известными в науке филогенетическими группами данного рода (В. subtilis группа I, В. alvei группа II, В. brevis группа III), а в оз. Хубсугул - одной (В. subtilis группа I).

2. Бактерии рода Bacillus обладают большим биологическим потенциалом и принимают активное участие в процессах деструкции сложных органических соединений и биоминерализации соединений кремния.

Апробация работы и публикации. Результаты работы были представлены на I микробиологическом конгрессе Европейского микробиологического общества, проходившем в Любляне, Словения (июнь-июль, 2003), на международном Байкальском микробиологическом симпозиуме ((Микроорганизмы в экосистемах озер, рек и водохранилищ», проходившем в Иркутске (сентябрь, 2003), на научно-практическом совещании «Перспективы нефтегазоносности Байкала и Западного Забайкалья», г. Улан-Удэ (октябрь, 2003), на межрегиональной научно-практической конференции «Биология микроорганизмов и их научно-практическое использование», г. Иркутск (октябрь, 2004) , посвященной 90-летию со дня рождения проф. А. Г. Гриневич, на Четвёртой Верещагинской Байкальской конференции, г. Иркутск (сентябрь-октябрь, 2005), на международной конференции «Проблемы биодеструкции техногенных загрязнителей окружающей среды», г. Саратов (сентябрь, 2005) и на IX Съезде гидробиологического общества РАН, проходившем в г. Тольятти (сентября, 2006). По материалам диссертации опубликовано 11 работ (из них 3 статьи в рецензируемых журналах).

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, обзорного анализа литературы, 3 глав собственных исследований, заключения, выводов, списка использованной литературы (126 источников, из них 42 - зарубежных) и 8 приложений. Объем 'работы составляет 163 страницы машинописного текста, включающего 5 таблиц, 34 рисунка и 8 приложений.

Автор выражает сердечную благодарность научному руководителю, зав. лабораторией водной микробиологии к.б.н. Парфеновой В. В., к.б.н. Земской Т. И, за помощь в проводимых исследованиях, д.б.н. Лихошвай Е. В., к.х.н. Горшкову А. Г., ст.н.с. Верещагину А, Л., к.б.н. Павловой О, Н„ Хлыстову О. М„ к.г.н. Федотову А, П, и всем сотрудникам лаборатории водной микробиологии Лимнологического института СО РАН за оказанную поддержку и сотрудничество при выполнении работ.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ ГЛАВА I. Обзорный анализ литературы

Приведены литературные данные по таксономии и физиолого-биохимической характеристике бактерий рода Bacillus. Проанализированы вопросы о степени изученности бактерий рода Bacillus в рассмотренных экосистемах, а также о феномене устойчивости спор к различным факторам окружающей среды.

ГЛАВА 2. Объекты и методы исследования

Объектами данного исследования являются озеро Байкал, гидротермальные источники Котельниковский, Хакусы, Змеиный (рис. 1) и

озеро Хубсугул в Монголии.

Пробы воды и донных осадков отбирали и обрабатывали в 2000 -2006 гг. по общепринятым методикам (Романенко, Кузнецов, 1974; Кузнецов, Дубинина, 1989). Водные образцы отбирали в стерильные флаконы батометром, донные отложения -

дночерпателем, бентосными и гравитационными трубками. За весь период исследования было отобрано и проанализировано около 1000 проб байкальской воды, 300 проб донных осадков и 20 проб воды и бактериальных матов термальных источников.

Распределение, численность

Рис. 1. Места отбора проб воды и донных осадков в озере Байкал

гетеротрофов и бактерий рода Bacillus были изучены в пробах воды, отобранных на стандартных гидрологических разрезах по всей вертикали от поверхностного до придонных слоев Южного, Среднего и Северного Байкала (рис. 1). Оссбое внимание уделено придельтовому району реки Селенга и району нефтепроявления, где проанализированы пробы воды и донных осадков. Также подробно исследовали керн донных отложений глубинного бурения, отобранных в районе Посольской банки и в озере X у осу гул.

Для выделения бактерий рода Bacillus из природных образцов использовали рыбо-пептонный агар, разбавленный в 10 раз (Горбенко, 1961). На данной среде изучали две группы микроорганизмов: гетеротрофов и представителей рода Bacillus. На использованной в работе питательной среде проводили отбор колоний, типичных для Bacillus. Признаки, констатирующие принадлежность исследуемых штаммов к роду Bacillus: палочковидная форма клеток, спорообразование, положительная окраска по Граму, наличие каталазы, аэробность роста. Дополнительные признаки изучали для видовой идентификации бактерий рода Bacillus-, посев на среду Хью-Лейфсона для определения способности окислять либо ферментировать углеводы. Дополнительные признаки для идентификацпи бацилл включают: наличие амилазы, нитратредуктазы, протеазы, выявление пигментообразования, способность роста при +65, +50, +-5°С, способносгь роста на РПА с 7% NaCl, а также в анаэробных условиях. Обязательным признаком в идентификации является V-P реакция (Родина, 1965). Также учитывали наличие параспоральных тел в спорангии, которые определяют принадлежность к энтомопатогенным видам рода Bacillus (Определитель бактерий Берги, 1997).

При выделении термофильных бацилл использовали метод накопительной культуры, применяя селективные среды с последующим высевом на твердую среду содержащую 1 % Gelrit (DUCHEFA BIOCHEMIE) и 0.5 % агара. Температура инкубации составила +53°С. Пропорциональный состав gelrit и агара подбирали опытным путем, который позволял среде легко плавиться для посева и не разжижаться в термостате при высоких температурах.

Описаны методы выделения углеводородокисляющих микроорганизмов, проведения экспериментов по деградации 3-х полициклических ароматических углеводородов (пирена, фенантрена и флуорантена) и бис-(2-этилгексил) фталата. Отработан метод выделения бактерий, способных растворять силикаты кальция и проведения эксперимента по деградации бактериями оболочек диатомовых водорослей.

Статистическую обработку данных проводили по стандартным методикам (Рождественский, Чеботарев, 1974) с использованием программного пакета

Microsoft Excel 7.0 для Windows 98. Эксперименты проводили в трех повторах. Для полученных данных рассчитывали среднее значение, среднее квадратичное отклонение. При оценке погрешности определения ПАУ, обрабатывали и анализировали эксперименты с 5 штаммами микроорганизмов по три параллельных опыта для каждой культуры. Расчет дисперсии сходимости определения ПАУ проводили по относительным отклонениям результата анализа от среднего значения для каждого штамма. Выводы сделаны с учетом уровня значимости а = 0.05.

ГЛАВА 3. Распространение, биоразнообразие и физиолого-биохимическая характеристика представителей рода Bacillus в воде, донных осадках озера Байкал и термальных источниках Прибайкалья.

Изучение динамики развития и пространственного распределения бактерий рода Bacillus в воде озера Байкал связано с необходимостью определения их доли в культивируемом микробном сообществе, а также роли в экосистеме озера. Исследования проводили в августе 2003 г. и июле 2004 г. (рис. 2). г—---------------

Рис. 2. Пространственное распределение бактерий рода Bacillus в поверхностном слое оз. Байкал (а - 2003 г., б - 2004 г.).

Пространственное распределение бактерий рода Bacillus зависило от экологических факторов: места отбора проб, глубины водной толщи, сезонных закономерностей. Нами установлено, что бактерии исследуемого

а.

б.

1-10 10-100 100-500 500-1000 < 1000

Количество, КОЕ/мл

рода распределены в Байкале неравномерно. Максимальное количество данных бактерий обнаружено в северной, а минимальное - в южной котловине озера. В Среднем Байкале бактерии рода занимали незначительное положение. В Северном Байкале представители рода Bacillus преобладали в гетеротрофном сообществе, составляя в среднем 31% в 2003 г и 47% в 2004 г. На станции Академический хребет вертикальное распределение исследуемой группы коррелировало с распределением гетеротрофных бактерий и в среднем по численности составило 35 %■ В южной котловине численность бацилл не превышает 152 кл/мл и составляет 13.5 % от числа гетеротрофных бактерий. Вертикальный срез показал, что в августе 2003 г. бактерии рода Bacillus были сконцентрированы в придонных слоях, а в июне 2004 г. в поверхностных слоях (рис. 2).

Микробиологические исследования, проведенные на акватории Селенгинского мелководья, позволяют сделать вывод, что барьером на пути поступления загрязненных и богатых органическим веществом речных вод в озеро, скорее всего, является сама дельта. Основной процесс деструкции органического вещества происходит в дельте, богатой микроорганизмами, с численностью в воде несколько тысяч клеток в 1 мл, на выходе в озеро количество бактерий снижается до десятков и единиц клеток в миллилитре воды. В устье, на расстоянии 1 км по всей толще воды и на расстоянии 3 км от устья в поверхностном слое численность спорообразующих бактерий составила от 330 до 105 кл/мл, И в придонных слоях на расстоянии от устья 10, 12 и особенно 14км, они занимали доминирующее место среди всех культивируемых гетеротрофных микроорганизмов (рис. 3). Бактерии данного рода могут быть показателями распространения речных вод в озере.

Расстояние от берега, км

Рис. 3. Распределение спорообразующих бактерий в районе р. Селенги (количество микроорганизмов представлено в кл/мл).

В донных осадках придельтового района р. Селенги отмечено от 0.04% до 53.8% бактерий рода Bacillus от количества культивируемых гетеротрофов. На всех исследуемых станциях численность спорообразующих протеолитиков выше, чем численность бацилл, что свидетельствует о деструкции органического вещества белковой природы не только в самой дельте реки, но и в отдаленных районах, где с её водами органика выносится в иридельтовый район.

Вызывает научный интерес анализ распределения бактерий рода Bacillus в донных осадках, отобранных в Южном Байкале (Посольская банка) в июле 2.001 г. Толщина донного осадка составила 316 см. Пробы глубинного керна культивировали при разных температурных режимах: 4, 16, 25 и 37°С. Были получены данные по численности и распределению спорообразующих бактерий по всей толще осадка (рис. 4). При 4°С по всему профилю преобладали нулевые значения. При 16°С выделяли два основных пика численности бактерий рода Bacillus, максимальный пик равен 2500 кп/г на глубине 41^14 см (рис 4а). С глубиной их численность снижается до нуля. При температуре 25°С отметили серию пиков с постепенно снижающимися их значениями при максимуме 7600 кл/г (на 7-8 см). Но, как и в предыдущем случае, с увеличением глубины численность снижается до нуля (рис 46). При 37°С максимальная численность составила 1300 кл/г, но в более глубоких слоях колонки она повышалась в виде серии пиков с численностью, равной 1140 кл/г (рис 4в).

Численность, кл/г а. б. в.

О 2000 1000 С 4000 8000 0 1000 2000

3SÜ -

Рис. 4. Распределение бактерий рода Bacillus, изолированных из донных осадков Посольской банки при температурах 16°С - а, 25°С - б и 37°С - в.

Во временном срезе, с учетом скорости накопления осадка, в голоценовых осадках присутствуют большие количества (до 7.6 тыс. кл/г грунта) бактерий рода Bacillus, способных расти при 16, 25, 37°С. В плейстоценовых осадках, относящихся к последнему ледниковью (18 тыс. лет назад, 250-350 см), были найдены жизнеспособные споры микробов рода Bacillus, размножающихся при 37°С (рис. 4). Для определения оптимальной температуры роста штаммов, изолированных из глубинных горизонтов, был поставлен эксперимент, по результатам которого можно сказать, что оптимальная температура роста составила 37°С.

Также изучали распределение спорообразующих бактерий в донных осадках в районе Академического хребта в 2001 и в 2002 годах. В поверхностных слоях численность бактерий рода Bacillus высокая и составила 2600 и 4000 кл/г. грунта. С увеличением глубины их численность падает. Вероятно, это связано с тем, что в верхних слоях донных осадков, куда проникает кислород, распространены аэробные лротеолитики. Как известно, изучаемая группа относится к активным протеолитикам.

Биоразнообразие бактерий рода Bacillus, изолированных из воды и донных осадков оз. Байкал, представлено следующими видами: В. subtilis, В. alvei, Ä mycoides, В. cereus, В. esteriflcam, В. polymyxa, В. mesentericus, В. mesentericus niger, В. mesentericus ruber, В. megaterium, В. pumilis, В. brevis, В. coccoides, В. benzoevorans. За время проведения исследований было выделено 300 чистых культур, отнесённых к роду Bacillus, 100 из которых были идентифицированы до вида, остальные 200 определить до вида не удалось, т.к. в .совокупности полученные диагностические признаки не характерны для стандартных видов, представленных в определителе Берги.

Для уточнения отношения этих полученных штаммов к исследуемому роду совместно с учеными из Кангвонского университета была проведена работа по использованию флуоресцентной гибридизации in situ (DuTeau, 1998). На первом этапе были отработаны оптимальные условия гибридизации с чистыми культурами, выделенными нами из донных осадков озера. Было показано, что предгибридизационная обработка клеток бацилл додецилсульфатом натрия предпочтительнее, а оптимальная концентрация формамида - 30%. Всего было протестировано 40 штаммов бацилл и показано, что все исследуемые нами культуры гибридизуются с предложенным зондом (рис. 5), т.е. изолированные бактерии принадлежат к исследуемому роду.

Рис. 5. Гибридизация in silit двух чистых культур рода Bacillus (а, б - клетки, окрашенные специфичным зондом; в, г - клетки, окрашенные по ДАФИ).

В дальнейшем планируется провести гибридизацию с природными образцами и отработать оптимальные условия для количественной детекции бацилл в воде и осадках озера Байкал.

Одним из распространенных видов бактерий рода Bacillus является В. subtilis, изолированный как из воды, так и из проб донных осадков. Так же повсеместно, но в небольшом количестве были выделены бактерии Я. cereus. Bacillus megatenum, был выделен из глубинных (316 см) слобв донных осадков (рис. б).

Рис. 6. Морфология Bacillus megaierium, выделенных из донных осадков оз. Байкал: а — вегетативные клетки, б — споры (сканирующая электронная микроскопия, увеличение а-9.15х103, б - 5.2><103).

Размеры клеток 1.2-1.5 * 3-7 мкм. Споры овальные или продолговатые, 1.5x0.7-1.0 мкм, расположены эксцентрально, часто - поперёк клеток или в косом направлении. Встречаются культуры с веретеновидными клетками, т.е. с суженными концами. Отличительной чертой данного вида является грубозернистое содержимое клеток, много крупных включений жироподобного или гликогеноподобного запасного питательного вещества. Нередко эти включения заполняют почти всю клетку, придавая ей весьма характерное строение (Красильников, 1949). Установлено, что бактерии рода Bacillus, изолированные из воды и донных осадков озера Байкал, показали высокую биохимическую активность таких экзоферментов, как протеаза, амилаза, фосфатаза, фосфолипаза, липаза. Протеазной активностью обладают 86% штаммов, амилолитической - 81% культур. Фосфолипазу «С» и фосфатазу образуют 72 и 76% штаммов, соответственно, липазная активность зафиксирована у 23% исследуемых штаммов (табл. 1). Из всех исследованных, штаммов, отнесенных к роду Bacillus, 22% культур были активны по всем исследуемым ферментам, и только 2% не проявили никакой активности. Необходимо отметить, что ферментативная активность штаммов, выделенных из донных осадков, выше, чем у штаммов, изолированных из водной толщи озера. Таким образом, проведенные исследования показали, что бактерии рода Bacillus, выделенные из озера Байкал, принимают активное участие в деструкционных процессах, протекающих в озере.

Таблица 1

Ферментативная активность штаммом выделенных из оз. Байкал, термальных источников и оз. Хубсугул._

Район изоляции штаммов Кол-во штаммов обладающих ферментативной активностью, %

протеазной амилазной фосфатазной лецитиназной липазноП

Оз. Байкал 86 81 76 72 23

Термальные источники 81 46 83 69 81

Оз. Хубсугул 69 34 43 24 34

Термофильные микроорганизмы, выделенные из гидротермальных источников Котельниковский, Хакусы и Змеиный, в большинстве своем представлены бактериями рода Bacillus и в среднем составляют 53% от культивируемого гетеротрофного сообщества. Анализ результатов по культивированию исследуемых микроорганизмов показал, что количество выделенных штаммов из воды или биоматов в большой степени зависит от состава питательных сред, используемых для их культивирования. Вся

коллекция термофилов была протестирована на потенциальное наличие ферментативных активностей. Лецитиназная и амилазная активности обнаружены у 69. и 46% культур, фосфатазную, протеазную и липазную активности показали более 80% всех штаммов (табл. 1). Заметное влияние на потенциальную ферментативную активность изолированных штаммов оказывала температура культивирования и тестирования: активность была выше при температуре инкубации 53°С, чем при 20°С.

ГЛАВА 4. Бактерии рода Bacillus в донных осадках оз. Хубсугул

Микробиологический анализ донных осадков озера Хубсугул заключался г, выделении и распределении численности бактерий рода Bacillus при разных температурных режимах: 37, 25 и 4°С (рис. 7). С уменьшением температуры численность исследуемой группы бактерий увеличивалась. При температуре 37°С максимальное количество составило 1400 кл/г (рис 7а), при температуре 25°С численность в два раза возросла и ее значения варьировали около 3500 кл/г (рис 76). Численность психрофильных микроорганизмов увеличилась больше, чем в 2 раза и составила 8500 кл/г (рис. 7в).

Численность, кл/г а. б. в.

0 1000 2000 0 2000 4000 0 5000 10000

кл/г

у*

40 -60 -

го" 60 -

С*

О 100 го

3"120 •

Рис. 7. Распределение численности бактерий рода Bacillus, выделенных из озера Хубсугул при температурах 37°С (а), 25°С (б) и 4°С (в).

Рассматривая данную диаграмму (рис, 7в), во временном срезе с учетом скорости осадконакопления, в голоценовых отложениях спорообразующие бактерии, присутствуют в большом количестве (до 8,5 тыс. кя/г грунта), в плейстоценовых осадках, относящимся к последнему ледниковью (с 16 по 25 тыс. лет назад, 53-123 см) численность была не значительной, а на стадии теплого климата опять наблюдается серия пиков численности. Данный анализ, предполагает возможность использовать изучаемую группу бактерий в качестве палеомаркера.

Было выделено 70 чистых культур, которые могут быть отнесены к роду Bacillus. Учитывая только морфологические признаки клеток, слор и спорангиев, мы выделили пять основных групп. Преобладали представители третьей группы — это мелкие грам положительные палочки, при сноруляции которых круглая спора раздувает спорангий. В состав этой морфологической группы входят 7 штаммов, видовая принадлежность которых была установлена: это 5 штаммов Bacillus psychrophilus (рис. 8) и два штамма Bacillus globisporus.

РйС. 8. Морфология спорангия и спор ВасЩш psychrophilus, выделенного из донных осадков озера Хубсугул (сканирующая микроскопия: а - спорангий, увеличение 1Ю4, б - спора, увеличение 1.2* 104)

Все выделенные культуры были проанализированы на наличие потенциальной активности следующих ферментов: протеазы, лецитин азы, фосфатазы, липазы и амилазы. Протеолитическую активность при разжижений желатины показало наибольшее количество штаммов и составило 69% от общего количества всех проанализированных культур. Лецитиназной активностью обладали 24% штамма, фосфатазной - 43%. Амилолитические и липолитические ферменты были обнаружены у 34% исследуемых бактерий рода Bacilhts (табл. 1). Шестнадцать штаммов (23%) не показали исследуемой ферментативной активности. Не выделены

штаммы, которые обладали бы всеми исследуемыми ферментативными активностями.

ГЛАВА 5. Роль микроорганизмов рода Bacillus в биодеградации сложных органических соединений и растворении соединений кремния

В последние десятилетия возрос интерес к микроорганизмам-деструкторам различных высокомолекулярных соединений. Загрязнение окружающей среды нефтью, нефтепродуктами, полициклическими ароматическими углеводородами (ПАУ) является проблемой мирового масштаба и в настоящее время остается одной из сложных и многоплановых в экологии и охране окружающей среды. Разрабатываются различные методы очистки от нефтяных загрязнений - механические, физико-химические, биологические. В настоящее время разрабатываются микробиологические методы, основанные на использовании ферментативной активности микроорганизмов-деструкторов, использующих высокомолекулярные соединения в качестве единственного источника углерода.

Изучение и изоляция из озера Байкал бактерий рода Bacillus, обладающих углеводородокисляющей активностью, позволит оценить роль данной группы в процессах очищения и поддержания чистоты байкальских вод.

Изучение распространения углеводородокисляющих микроорганизмов показало, что их распределение в районе нефтепроявлений (рис. 9) пятнистое. Количество культивируемых углеводородокисляющих микроорганизмов в районе самого нефтяного пятна незначительно - до 100 кл/мл; число гетеротрофов, представленных бактериями рода Bacillus, достигло 300 кл/мл. Возможно, это объясняется токсическим действием нефти на клетки микроорганизмов и сохранением спор бацилл, устойчивых к неблагоприятным условиям.

Также установлено, что в поверхностных пробах воды в районе нефтепроявления численность бактерий, разрушающих углеводороды, колеблется от 13 до 2608 кл/мл. В придонных слоях численность возрастает до 20 тыс. кл/мл. Выделенные микроорганизмы были отнесены к родам Pseudomonas, Rhodococcus, Bacillus, и в этой экологической нише бациллы становятся доминирующей группой (рис 9).

Рис. 9. Распределение гетеротрофных микроорганизмов и бактерий рода Bacillus в придонных пробах, отобранных в районе нефтепроявлений^ м. Толстый, устье реки Зеленовская.

Проведенные исследования показали, что культивируемые бактерии рода Bacillus, выделенные из донных осадков озера Байкал, способны использовать поли циклические ароматические углеводороды в качестве единственного источника углерода и энергии. Степень конверсии в условиях модельного эксперимента составляет 18 - 30%, за исключением штамма № 38, отнесенного к Bacillus sp., где конверсия не превышала 2%, причем фенангрен в данных условиях сохранился полностью. Способность селективного действия микроорганизмов на ПА. У наиболее четко прослеживается для штамма № 50 (Bacillus sp.), в опытах с которым флуорантен разрушается в 4 раза быс трее, чем фенантрен, и в 2 раза быстрее.

чем пирен (рис. 10). Наиболее активным штаммом по отношению к указанным полициклическим ароматическим углеводородам, является штамм № 11, отнесенный к Bacillus benzoevorans, где уровень биодеградации флуорантена сопоставим с таковым для пирена и в 2 раза ниже биодеградация фенантрена. На основании результатов модельного эксперимента следует вывод о максимальной биоустойчивости в присутствии байкальских микроорганизмов фенантрена из исследованных ПАУ: фенантрен » флуорантен ~ пирен.

38^63 11 5Ü 100 К К,

И Фенантрен □Флуорантен □ Пирен

Рис. 10. Деградация индивидуальных полициклических ароматических углеводородов бактериями рода Bacillus.

Наряду с работами по деградации ПАУ были проведены исследования по использованию бмс-(2-этилгексил)фталата (БЭГФ) микробным сообществом воды р. Селенги и чистыми культурами Bacillus. В результате проведенных исследований установлено, что через 18 суток в нестерильной селенгинской воде концентрация фталата составляла 54% от исходной. Для изучения способности чистых культур Bacillus к деградации фталата были взяты пять штаммов, два из которых были определены до вида как Bacillus pumilis и В. polymyxa и три штамма - Bacillus sp.; изучение физиолого-биохимических свойств показало, что все штаммы разные. Убыль БЭГФ в растворе за 11 дней составила 17.7-23.3% от добавленного в среду.

Хотя были взяты разные виды микроорганизмов данного рода, процесс деградации прошел с одинаковой скоростью. Количество клеток у четырех из пяти штаммов возросло на порядок, а у одного из них (1ВПБ) - на два порядка. Это позволяет предположить, что спорообразующие микроорганизмы использовали фталат в качестве источника углерода. Возможно, обеспечение постоянного притока биогенных элементов в систему привело бы к более полному разложению БЭГФ. Исследуемые микроорганизмы, несомненно, обладают высоким катаболическим потенциалом в биодеградации органополлютантов, обеспечивая чистоту

байкальских вод, а само озеро Байкал может стать источником для получения высокоэффективных лабильных штаммов биодеструкторов.

Большой интерес представляют бактерии, способные растворять соединения кремния, И для шести спорообразующих культур, выделенных из термального источника Котелъниковский, был поставлен эксперимент по деградации панциря диатомовых водорослей чистой культуры Synedra acus. Чистые культуры бацилл обладали следующими активностями: штаммы 54 и 55 - протеолитической, штаммы 32 и 140 - амилолнтической, а штаммы 24 и 117 способны растворять силикат кальция. На начальном этапе опыта бактерии окружают клетки диатомовых водорослей. Видимые изменения структуры створок водорослей заметны на шестой день культивирования (рис.11а), По истечении четырнадцати дней тека диатомовых водорослей разрушается (рис,116). В конце опыта препараты на сканирующей микроскопии также показали разрушение створок исследуемого объекта (рис.11в).

Микроорганизмы, принимающие участие в круговороте кремния, а также их роль в этом процессе для оз. Байкал не изучались, и данные бактерии представляют несомненный научный интерес.

Рис. 11. Части створок диатомовых водорослей при воздействии штамма 24 (а - шестые сутки опыта, эп «флуоресцентная микроскопия увеличение 0.13х104; б - четырнадцатые сутки опыта, эпифлуоресцектная микроскопия увеличение 0.13x10"; в - четырнадцатые сутки опыта, сканирующая электронная микроскопия увеличение 5*103.)

Выводы:

1. Бактерии рода Bacillus обнаружены во всех исследованных природных объектах, составляя значительную долю в культивируемом гетеротрофном сообществе оз. Байкал, оз. Хубсугул и термальных источниках Прибайкалья. Видовой состав бактерий рода Bacillus в оз. Байкал представлен тремя известными в науке филогенетическими группами бактерий данного рода (В. subtilis группа I, В. alvei группа II, В. brevis группа III), а в оз. Хубсугул -одной (В. subtilis группа I).

2. Пространственное распределение бактерии рода Bacillus в оз. Байкал характеризуется доминированием в основном в придонных слоях водной толщи. При сравнении пространственного распределения бацилл в воде и в донных осадках озера установлено, что спорообразуюшие бактерии преобладают в донных осадках как по количественному составу, так и по видовому разнообразию.

3. Основной процесс деструкции органического вещества на акватории Селенгинского мелководья происходит в дельте, богатой микроорганизмами рода Bacillus, которые могут быть показателями распространения речных вод в озере.

4. Бактерии рода Bacillus активно развиваются в районе нефтепроявлений, увеличивая свою численность на порядок в самой зоне влияния выходов байкальской нефти, и наряду с другими таксономическими группами микроорганизмов активно участвуют в процессе ее деградации.

5. Культивируемые бактерии рода Bacillus (420 протестированных штаммов) показали высокую биохимическую активность таких ферментов, как протеаза, амилаза, липаза, фосфатаза и фосфолипаза. Собраную коллекцию бактерий рода Bacillus можно успешно использоваться в практических и научных целях.

6. Доказано, что бактерии рода Bacillus, изолированные из донных осадков озера Байкал, способны эффективно разрушать сложные высокомолекулярные органические вещества. Установлено, что в присутствии бактерий рода Bacillus в условиях модельного эксперимента биодеградация ПАУ в течение месяца составляла 18-30%, фталата - 17.723.3%. Данные микроорганизмы обладают большим биологическим потенциалом и принимают активное участие в деструкционных процессах, протекающих в озере Байкал.

Список работ, опубликованных по теме диссертации в рецензируемых журналах:

1. Азарова И.Н., Парфенова В.В., Барам Г.И., Теркина И.А., Павлова О.Н., Суслова М.Ю. Деградация бис-(2-этилгексил) фталата микроорганизмами воды и осадков реки Селенги и озера Байкал в условиях модельного эксперимента // Прикладная биохимия и микробиология. - 2003. - Т.39, № 6. -С. 665-669.

2. Парфенова В.В., Павлова О.Н., Теркина И.А., Суслова М.Ю., Косторнова Т.Я., Никулина И.Г., Синкжович В.Н., Сороковикова JI.M. Изучение микробного сообщества окисленного слоя донных осадков оз. Байкал в придельтовом районе реки Селенга. // Водные ресурсы. - 2005. -Т.З, №3-С. 227-231.

3. Белькова Н.Л., Парфенова В.В., Суслова М.. Ан Т.С., Тадзаки К. Биоразнообразие и активность микробного сообщества горячего источника Котельниковский (оз. Байкал). // Известия РАН (серия Биологическая). - 2005. - Т. 32, №6 - С. 664-671.

Статьи в сборниках и материалах конференций:

4. Suslova M.J., Parfenova V.V. Bacteria of genus Bacillus in Bottom sédiments of lake Baikal // Bacillus Satellite Symposium at FEMS Congress. Applications and Systematics of Bacillus and Relatives. Programme Book -Ljubljna, 2003.-C. 18.

5. Суслова М.Ю., Парфенова B.B. Изучение бактерий рода BACILLUS: количество, распределение, видовой состав // Микроорганизмы в экосистемах озер, рек и водохранилищ: Материалы международного байкальского симпозиума по микробиологии. - Иркутск, 2003. - С. 172.

6. Павлова О.Н., Парфенова В.В., Земская Т.И., Хлыстов О.М., Суслова М.Ю. Изучение бактерий-деструкторов нефти, выделенных из воды и донных осадков озера Байкал // Перспективы нефтегазоносности Байкала и Западного Забайкалья: Материалы научно-практ. конф. - Улан-Удэ, 2003. -С. 96-97.

7. Белькова Н.Л., Парфенова В.В., Суслова М.Ю., Ан Т.С. Биоразнообразие и активность микробного сообщества горячего источника Котельниковский (озеро Байкал) // Биология микроорганизмов и их научно-практическое использование: Материалы межрегиональной научно-практической конференции, посвященной 90-летию со дня рождения проф. Гриневич А.Г. - Иркутск, 2004. - С. 111-114.

8. Павлова О.Н., Парфенова В.В., Земская Т.И., Суслова М.Ю., Горшков А.Г. Биодеградация нефти и углеводородов микробным сообществом оз. Байкал. // Четвертая верещагинская байкальская конференция. Тезисы докладов и стендовых сообщений. 26 сентября - 1 октября, 2005 г. - Иркутск, 2005 -С. 146-147.

9. Суслова М.Ю., Парфенова В.В., Павлова О.Н., Бедошвили Е.Д., Лихошвай Е.В. Микроорганизмы гидротермальных источников Прибайкалья, растворяющие силикаты кальция. // Четвертая верещагинская байкальская

конференция. Тезисы докладов и стендовых сообщений. 26 сентября - 1 октября, 2005 г. - Иркутск, 2005 - С. 176-177.

10. Павлова О.Н., Парфенова В.В., Земская Т.И., Суслова М.Ю.. Горшков А.Г., Азарова И.Н. Роль микробного сообщества оз. Байкал в процессах биодеградации сложных органических веществ. // Проблемы биодеструкции техногенных загрязнителей окружающей среды: Международная конференция. - Саратов, 2005 - С. 84-85.

11. Парфенова В.В., Павлова О.Н., Белькова Н.Л., Теркина И.А., Суслова М.Ю.. Мальник В.В. Биоразнообразие и функциональная активность микробного сообщества оз. Байкал. // IX Съезд гидробиологического общества РАН, - Тольятти, 2006. - Т. 2. - С. 83.

Отпечатано в типографии ООО «Аспринт» г. Иркутск, ул. Лапина, 1 «б», тел.: 202-570. Подписано в печать 07.04.07 г. Формат 60x90 1/16. Бумага офсетная. Печать РИЗО. Усл. печ. л. 1,25. Тираж 110. Заказ №231

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Суслова, Мария Юрьевна

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. Обзорный анализ литературы.

1.1. Таксономия бактерий рода Bacillus.

1.2. Физиолого-биохимическая характеристика бактерий рода Bacillus.

1.3. Феномен устойчивости спор к различным факторам окружающей среды.

ГЛАВА 2. Объекты и методы исследования.

2.1. Физико-географическая характеристика озера Байкал и термальных источников Котельниковский, Хакусы, Змеиный.

2.2. Физико-географическая характеристика озера Хубсугул.

2.3. Методы исследований.

ГЛАВА 3. Распространение, биоразнообразие и физиологобиохимическая характеристика представителей рода Bacillus в воде, донных осадках озера Байкал и термальных источниках Прибайкалья.

3.1. Пространственное распределение представителей рода Bacillus в воде и донных осадках озера Байкал.

3.2. Биоразнообразие бактерий рода Bacillus, изолированных из воды и донных осадков оз. Байкал.

3.3. Ферментативная активность штаммов рода Bacillus, выделенных из оз. Байкал.

3.4. Ферментативная активность культивируемых бактерий рода Bacillus в термальных источниках Прибайкалья (Змеиный, Хакусы и Котельниковский).

ГЛАВА 4. Бактерии рода Bacillus в донных осадках оз. Хубсугул.

4.1. Распределение и численность бактерий рода Bacillus в донных отложениях озера Хубсугул.

4.2. Морфологические и физиолого-биохимические признаки бактерий рода Bacillus.

ГЛАВА 5. Роль микроорганизмов рода Bacillus в биодеградации сложных органических соединений и растворении соединений кремния.

5.1. Деградация углеводородов бактериями рода Bacillus.

5.2. Деградация бис-(2-этилгексил)фталата бактериями рода

Bacillus.

5.3 Роль представителей рода Bacillus в растворении соединений кремния.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Распространение и разнообразие спорообразующих бактерий рода Bacillus в водных экосистемах"

Актуальность проблемы. Представители рода Bacillus вызывает большой интерес микробиологов по причине повсеместного распространения представителей этого рода бактерий, цикла развития, необычной устойчивости их спор к химическим и физическим агентам и патогенности.

В настоящее время проводится широкий спектр исследований представителей данных бактерий, хотя гетерогенность по физиологическим, экологическим и генетическим характеристикам затрудняет классификацию бактерий рода Bacillus. Для идентификации представлен обширный список фенотипических признаков.' Кроме того, в международном генном банке зарегистрирован 3779 фрагмент последовательностей гена 16S рибосомальной РЖ, которые отнесены к роду Bacillus. Следует отметить, что полные геномы получены для 38 штаммов бацилл (http://ncbi.nih.gov).

Несомненно, огромный интерес представляет изучение механизмов устойчивости спор к различным физическим и химическим факторам. Споры с момента обнаружения были признаны самой выносливой среди известных форм жизни на Земле. В состоянии покоя споры показывают высокую степень устойчивости к инактивации различными физическими и химическими факторами, включая влажный пар, высушивание, ультрафиолетовое и гамма-излучение, вакуум и окисляющие агенты (Nicholson et al, 2000). Несмотря на инактивацию метаболизма, споры остаются способными к непрерывному контролю пищевого состояния их среды, и они быстро реагируют на поступление необходимых питательных веществ, прорастая и возобновляя вегетативный рост. Покоящиеся споры показывают невероятную долговечность и могут быть обнаружены фактически в любом типе среды обитания на Земле. Например, споры строго термофильного Bacillus spp. были изолированы из осадков холодных озёр (Nicholson et al, 2000). Имеются дискуссионные сообщения о том, что жизнеспособные споры Bacillus sphaericus были восстановлены из кишки пчелы в Доминиканском янтаре, возраст которого от 25 до 40 миллионов лет (Fischman, 1995; Cano, Borucki, 1995).

Термальные источники - это особая экологическая ниша, сообщество ; микроорганизмов которых является уникальным. Несомненный интерес представляет потенциальная ферментативная активность этих термофильных бактерий. Так, например, из гидротермальных источников Змеиный и Горячинский были выделены специфичные эндонуклеазы рестрикции из Bacillus stearothermophilus (Репин и др., 2001). Очень подробно изучено микробное сообщество и его биологическая активность в гидротермах Прибайкалья (Бурятия) лабораторией института общей и экспериментальной биологии СО РАН, Улан-Уде (Дармаева и Намсараев, 2002, Данилова и др., 2003, Зайцева, 2005, Шагжина, Балданова, 2005, Базаржапов и др., 2006). По данным, представленным Зайцевой С.В. и Шагжиной А.П., изолировали также и штаммы, отнесённые к роду Bacillus. Термальные источники Котельниковский, Хакусы и Змеинка ранее были изучены Бельковой H.JI. и Тазаки К. (2003), где микробное сообщество представлено с точки зрения химических процессов.

В донных осадках озера Хубсугул бактерии рода Bacillus ранее не изучались. Была проведена работа по определению ферментативной активности донного микробного сообщества (Maximov, 2006).

Исходя из показанной особой устойчивости спор, исследование спорообразующих бактерий в экстремальных условиях высоких и низких температур представляет особый научный интерес.

Для выполнения данной цели были поставлены следующие задачи:

- изучить распространение исследуемой группы бактерий в воде и осадках оз. Байкал;

- исследовать численность, распределение и разнообразие бактерий рода Bacillus в донных осадках оз. Хубсугул;

- сформировать коллекцию чистых культур бактерий рода Bacillus из исследуемых водных объектов и определить их видовой состав и ферментативную активность;

- изучить активность чистых культур в процессах деградации различных органических соединений и в процессах биоминерализации в условиях лабораторного эксперимента.

Практическая значимость. Сформирована коллекция культур бактерий рода Bacillus, изолированных из озера Байкал, Хубсугул и термальных источников. Их способность деградировать различные органические соединения - нефть, полициклические ароматические углеводороды (ПАУ), фталаты - и высокая ферментативная активность могут быть использованы в практических целях. Кроме того, бактерии рода Bacillus могут быть использованы в экологическом мониторинге как показатели поступления органического вещества.

Защищаемые положения:

Апробация работы и публикации. Результаты работы были представлены на I микробиологическом конгрессе Европейского микробиологического общества, проходившем в Любляне, Словения (июнь-июль, 2003), на международном Байкальском микробиологическом симпозиуме «Микроорганизмы в экосистемах озер, рек и водохранилищ», проходившем в Иркутске (сентябрь, 2003), на научно-практическом совещании «Перспективы нефтегазоносности Байкала и Западного Забайкалья», г. Улан-Удэ (октябрь, 2003), на межрегиональной научно-практической конференции «Биология микроорганизмов и их научно-практическое использование», г. Иркутск (октябрь, 2004), посвященной 90-летию со дня рождения проф. А. Г. Гриневич, на Четвёртой Верещагинской Байкальской конференции, г. Иркутск (сентябрь-октябрь, 2005), на международной конференции «Проблемы биодеструкции техногенных загрязнителей окружающей среды», г. Саратов (сентябрь, 2005) и на IX Съезде гидробиологического общества РАН, проходившем в г. Тольятти (сентября, 2006). По материалам диссертации опубликовано 11 работ (из них 3 статьи в рецензируемых журналах).

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, обзорного анализа литературы, 3 глав собственных исследований, заключения, выводов, списка использованной литературы (126 источников, из них 42 - зарубежных) и 8 приложений. Объем работы составляет 163 страницы машинописного текста, включающего 5 таблиц, 34 рисунка и 8 приложений.

Заключение Диссертация по теме "Экология", Суслова, Мария Юрьевна

ВЫВОДЫ

2. Пространственное распределение бактерии рода Bacillus в оз. Байкал характеризуется доминированием в основном в придонных слоях водной толщи. При сравнении пространственного распределения бацилл в воде и в донных осадках озера установлено, что спорообразующие бактерии преобладают в донных осадках как по количественному составу, так и по видовому разнообразию.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенной систематизированной работы по изучению бактерий рода Bacillus установлено, что бактерии исследуемого рода являются одной из доминирующих групп в культивируемом гетеротрофном микробном сообществе озера Байкал и исследуемых термальных источниках. В воде и донных осадках озера Байкал обнаруживаются представители трех известных филогенетических групп бактерий данного рода (В. subtilis группа I, В. alvei группа II, В. brevis группа III).

Пространственное распределение бактерий рода Bacillus находится в зависимости от экологических факторов: места отбора проб, глубины водной толщи, сезонных закономерностей. Установлено, что бактерии исследуемого рода распределены в Байкале неравномерно. Максимальное их количество обнаружено в Северном Байкале, а минимальное - в южной котловине. В Среднем Байкале бактерии данного рода занимали незначительное положение. В Северном Байкале представители рода Bacillus преобладали в гетеротрофном сообществе, составляя в среднем 31% в 2003 г. и 47% в 2004 г. На разрезе Академический хребет вертикальное распределение исследуемой группы коррелировало с распределением гетеротрофных бактерий и в среднем составило 35 %. В южной котловине численность бацилл не превышает 152 кл/мл и составляет 13.5 % от гетеротрофного сообщества. Вертикальный срез показал, что в августе 2003 г. бактерии рода Bacillus были сконцентрированы в придонных слоях, а в июне 2004 г. в поверхностных слоях.

Микробиологические исследования, проведенные на акватории Селенгинского мелководья, позволяют сделать вывод, что барьером на пути поступления в озеро загрязненных и богатых органическим веществом речных вод, скорее всего, является сама дельта. Основной процесс деструкции органического вещества происходит в дельте, богатой микроорганизмами с численностью в воде несколько тысяч клеток в 1 мл; на выходе в озеро количество бактерий снижается до десятков и единиц клеток. В устье, на расстоянии 1 км по всей толще воды и на расстоянии 3 км от устья в поверхностном слое численность спорообразующих бактерий составила от 330 до 105 кл/мл. И в придонных слоях на расстоянии от берега 10, 12 и особенно 14 м они занимали доминирующее место среди всех культивируемых гетеротрофных микроорганизмов. Бактерии данного рода могут быть показателями распространения речных вод в озере.

В донных осадках придельтового района р. Селенги отмечено от 0.04% до 53.8% бактерий рода Bacillus от количества гетеротрофов. На всех исследуемых точках численность спорообразующих-протеолетиков выше, чем численность бацилл, что свидетельствует о деструкции органического вещества белковой природы не только в самой дельте реки, но и в придельтовом районе, где органическое вещество выносится с её водами.

Интересным представляется распределение бактерий рода Bacillus в донных осадках, отобранных в Южном Байкале (Посольская банка) в июле 2001 г. Толщина донного осадка составила 316 см. Пробы глубинного керна культивировали при разных температурных режимах: 4, 16, 25 и 37°С. Были получены данные по численности и распределению спорообразующих бактерий по всей толще осадка. При 4°С по всему профилю преобладали нулевые значения. При 16°С выделяли два основных пика численности бактерий рода Bacillus, максимальный пик равен 2500 кл/г на глубине 41-44 см. С глубиной их численность снижается до нуля. При температуре 25°С отмечена серия пиков с постепенно снижающимися их значениями, максимальное из которых равно 7600 кл/г (на 7-8 см); но, как и в предыдущем случае, с глубиной численность приближается к нулю. При 37°С максимальная численность составила 1300 кл/г, но в более глубоких слоях колонки она повышалась в виде серии пиков с численностью, равной 1140 кл/г. Во временном срезе, с учетом скорости осадка накопления, в голоценовых осадках присутствуют большие количества бактерий рода Bacillus (до 7.6 тыс. кл/г грунта), способных расти при 16, 25, 37 °С. В плейстоценовых осадках, относящихся к последнему ледниковью (18 тыс. лет назад, 250-350 см.), были найдены жизнеспособные споры микробов рода Bacillus, размножающихся при 37°С.

Биоразнообразие бактерий рода Bacillus, изолированных из воды и донных осадков оз. Байкал, представлено следующими видами: В. subtilis, В. alvei, В. mycoides, В. cereus, В. esterificans, В. polymyxa, В. mesentericus, В. mesentericus niger, В. mesentericus ruber, В. megaterium, В. pumilis, В. brevis, В. coccoides, В. benzoevorans. За время проведения исследований было выделено 300 чистых культур, отнесённых к роду Bacillus, 100 из которых были идентифицированы до вида; остальные 200 определить до вида не удалось, т.к. в совокупности полученные диагностические признаки не характерны для стандартных видов, представленных в определителе Берги. Установлено, что бактерии рода Bacillus, изолированные из воды и донных осадков озера Байкал, показали высокую биохимическую активность таких экзоферментов, как протеаза, амилаза, фосфатаза, фосфолипаза, липаза. Протеазной активностью обладают 86% штаммов, амилолитической - 81% культур. Фосфолипазу «С» и фосфатазу образуют 72 и 76% штаммов соответственно, липазная активность зафиксирована у 23% исследуемых штаммов. Из всех5 исследованных штаммов, отнесенных к роду Bacillus, 22% культур были активны по всем исследуемым ферментам, и только 2% культур не проявили никакой активности. Необходимо отметить, что ферментативная активность штаммов, выделенных из донных осадков, выше чем у штаммов, изолированых из водной толщи озера. Таким образом, проведенные исследования показали, что спорообразующие бактерии, выделенные из озера Байкал отнесенные к роду Bacillus, принимают активное участие в деструкционных процессах, протекающих в озере.

Термофильные микроорганизмы, выделенные из термальных источников Котельниковский, Хакусы и Змеиный, в большинстве своем представлены бактериями рода Bacillus и в среднем составляют 53% от культивируемого сообщества. Вся коллекция термофилов была протестирована на потенциальное наличие таких ферментативных активностей, как фосфатазная, протеазная, лецитиназная, амилазная и липазная. Фосфатазную, протеазную и липазную активности показали более 80% исследуемых штаммов.

Микробиологический анализ донных осадков озера Хубсугул заключался в выделении и распределении численности бактерий рода Bacillus при разных температурных режимах (37°С, 25°С и 4°С). С уменьшением температуры численность исследуемой группы бактерий увеличивалась. При температуре 37°С максимальное количество составило 1400 кл/г, при температуре 25°С численность в два раза возросла, и ее значения варьировали около 3500 кл/г. Численность психрофильных микроорганизмов увеличилась больше, чем в 2 раза и составила 8500 кл/г. В голоценовых отложениях, спорообразующие бактерии присутствуют в большом количестве (до 8.5 тыс. кл/г грунта) в плейстоценовых осадках, относящимся к последнему ледниковью (с 16 по 25 тыс. лет назад, 53-123 см) численность была не значительной, а на стадии теплого климата опять наблюдается серия пиков численности. Данный анализ, предполагает возможность использовать изучаемую группу бактерий в качестве палеомаркера.

Было выделено 70 чистых культур, которые могут быть отнесены к роду Bacillus. Учитывая только морфологические признаки клеток, спор и спорангиев, мы выделили пять основных групп. Преобладали представители третьей группы - это мелкие грамположительные палочки, при споруляции которых круглая спора раздувает споранигий. В состав этой морфологической группы входят 7 штаммов, видовая принадлежность которых была установлена. Это 5 штаммов Bacillus psychrophilus и два штамма Bacillus globisporus.

Все выделенные культуры были проанализированы на наличие потенциальной активности следующих ферментов: протеазы, лецитиназы, фосфатазы, липазы и амилазы. Протеолитическую активность при разжижении желатины показало наибольшее количество штаммов и составило 69% от общего количества всех проанализированных культур. Лецитиназной активностью обладали 24% штамма, фосфатазной - 43%. Амилолитические и липолитические ферменты были обнаружены у 34% исследуемых бактерий рода Bacillus. Шестнадцать штаммов (23%) не показали ни одной ферментативной активности. Не выделены штаммы, которые обладали бы всеми исследуемыми ферментативными активностями.

Проведенные исследования также показали, что культивируемые бактерии рода Bacillus, выделенные из донных осадков озера Байкал, способны использовать полициклические ароматические углеводороды в качестве единственного источника углерода и энергии. Степень конверсии в условиях модельного эксперимента составляет 18 - 30%, за исключением штамма № 38, отнесенного к Bacillus sp., где конверсия не превышала 2%, причем фенантрен в данных условиях сохранился полностью. Способность селективного действия микроорганизмов на ПАУ наиболее четко прослеживается для штамма № 50 {Bacillus sp.), в опытах с которым флуорантен разрушается в 4 раза быстрее, чем фенантрен, и в 2 раза быстрее, чем пирен. Наиболее активным штаммом по отношению к указанным полициклическим ароматическим углеводородам является штамм № 11, отнесенный к Bacillus benzoevorans, где уровень биодеградации флуорантена сопоставим с таковым для пирена и в 2 раза ниже уровня биодеградация фенантрена. На основании результатов модельного эксперимента следует вывод о максимальной биоустойчивости в присутствии байкальских микроорганизмов фенантрена из исследованных ПАУ: фенантрен » флуорантен ~ пирен.

Наряду с работами по деградации ПАУ, были проведены исследования по использованию БЭГФ микробным сообществом воды р. Селенги и чистыми культурами Bacillus. В результате этих исследований установлено, что через 18 суток в нестерильной селенгинской воде концентрация фталата составляла 54% от исходной. Для изучения способности чистых культур

Bacillus к деградации фталата были взяты пять штаммов, два из которых были определены до вида как Bacillus pumilis и В. polymyxa и три - штамма Bacillus sp.; изучение физиолого-биохимических свойств показало, что все штаммы разные. Убыль БЭГФ в растворе за 11 дней составила 17.7-23.3% от добавленного в среду. Хотя были взяты разные виды микроорганизмов данного рода, процесс деградации прошел с одинаковой скоростью. Количество клеток у четырех из пяти штаммов возросло на порядок, а у одного из них (1ВПБ) - на два порядка. Это позволяет предположить, что спорообразующие микроорганизмы использовали фталат в качестве источника углерода. Возможно, обеспечение постоянного притока биогенных элементов в систему привело бы к более полному разложению БЭГФ. Исследуемые микроорганизмы, несомненно, обладают высоким катаболическим потенциалом в биодеградации органополлютантов, обеспечивая чистоту байкальских вод, а само озеро Байкал может стать источником для получения высокоэффективных лабильных штаммов биодеструкторов.

Большой интерес представляют бактерии, способные растворять соединения кремния. Для шести споробразующих культур, выделенных из термального источника Котельниковский, был поставлен эксперимент по деградации панциря диатомовых водорослей чистой культуры Synedra acus. Чистые культуры бацилл обладали следующими активностями: штаммы 54 и 55 - протеолитической, штаммы 32 и 140 - амилолитической, а штаммы 24 и 117 способны растворять силикат кальция. На начальном этапе опыта бактерии окружают клетки диатомовых водорослей. Видимые изменения структуры створок водорослей заметны на шестой день культивирования. По истечении 14-ти дней тека диатомовых водорослей разрушается. В конце опыта препараты на сканирующей микроскопии также показали разрушение створок исследуемого объекта. Микроорганизмы, принимающие участие в круговороте кремния, а также их роль в этом процессе для оз. Байкал не изучались, и данные бактерии представляют несомненный интерес.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Суслова, Мария Юрьевна, Иркутск

1. Абызов, С. С. Микрофлора ледникового щита Центральной Антарктиды Текст.: Автореф. дис. докт. биол. наук: М., 2001.

2. Авакян, 3. А. Характеристика нового вида Bacillus mucilaginous Текст. / 3. А. Авакян, Т. А. Пивоварова, Г. И. Каравайко // Микробиология. 1986. -Т. 66. - Вып. 3.-С. 477-482.

3. Атлас озера Хубсугул Карты. / разработан лаб-ей картографии Ин-та географии СО РАН СССР при участии Иркут. гос. ун-та, Монгол, гос. ун-та, гл. ред., канд. географ, н. Б. А. Богоявленский М.: ГУГК СССР, 1989. - 118 [10]с., цв.; 29 см. - 15000 экз.

4. Африкян, Э. К. Энтомопатогенные бактерии и их значение Текст. / Э. К. Африкян. Ереван: Изд-во АН Армянской ССР, 1973. - 420 [14] е., 23 с. ил.; 22см. - Библиогр.: с. 394-418. - 1000 экз.

5. Байкал. Атлас Карты. / сост. и подг. к печ. РАН. Сиб. отд. Межведомств, научн. совет по прогр. «Сибирь» в 1993 г.; преде, ред. кол-гии, гл. ред., чл.-кор. РАН Г. И. Галазий М.: ФСГК, 1993. - 160 е., цв.; 33 см. - 5000 экз., ISBN 5- 85120-009-Х.

6. Бакулина, JI. Ф. Пробиотики на основе спорообразующих микроорганизмов рода Bacillus и их использование в ветеринарии Текст. /Л. Ф. Бакулина, И. В. Тимофеев, Н. Г. Перминова, А. Ф. Полушкина, Н. И. Печоркина //Биотехнология. 2001.- №2.- С.48-56.

7. Белькова, Н. Л. Изучение состава водного бактериального сообщества озера Байкал методом гибридизации IN SITU Текст. / Н. Л. Белькова, В. В.

8. Дрюккер, С. X. Хонг, Т. С. Ан // Микробиология. 2003. - Т. 72, № 2. - С. 282-283.

9. Белькова, Н. Л. Характеристика биоразнообразия микробного сообщества водной толщи озера Байкал Текст. / Н. JI. Белькова, В. В. Парфенова, Т. Я. Косторнова, JI. Я. Денисова, Е. Ф. Зайчиков // Микробиология. 2003. - Т. 72, № 2. - С. 239-249.

10. Верхозина, В. А. Микробиальные процессы круговорота азота в Байкале Текст. / В. А. Верхозина // Микроорганизмы в экосистемах озер и водохранилищ : сб. научн. тр. / Лимнологический институт СО АН СССР, -Новосибирск, 1985. С. 33-42. -Библиогр.: с. 41-42.

11. Вотинцев, К. К. Гидрохимия озера Байкал Текст. / К. К. Вотинцев; Академ, наук СССР, Сиб. отд., вост.- сиб. филиал, труды Байк. лимн. ст. М.: Изд-во АН СССР, 1961. - Т. 20. - 302 е.; 26 см. - Библиогр.: с. 302-309. -1000 экз.

12. Вотинцев, К. К. Круговорот органического вещества в озере Байкал Текст. / К. К. Вотинцев, А. И. Мещерякова, Г. И. Поповская. -Новосибирск: Наука, 1975. 189 [13] е., 28 с. ил.; 21 см. - Библиогр.: с. 181— 188. — 1000 экз.

13. Глызина, О. Ю. Исследование взаимовлияния полициклических ароматических углеводородов (антрацена, пирена) и байкальских губок в модельном эксперименте Текст. / О. Ю. Глызина, Л. И. Белых, Н. А.

14. Латышев, А. В. Глызин, А. Г. Горшков // Химия в интересах устойчивого развития.-2002.-Т. 10.-С. 409-412.

15. Голдырев, Г. С. Донные отложения авандельты р. Селенги Текст. / Г. С. Голдырев, Л. А. Выхристюк, Ф. И. Лазо. // Лимнология придельтовых пространств Байкала : сб. научн. тр. / Лимнологический институт СО АН СССР, Ленинград, 1971. - С. 43-64.

16. Головачева, Р. С. Окисление фенола некоторыми штаммами Bacillus stearothermophilus Текст. / Р. С. Головачева, А. Е. Орешкин // Микробиология. 1975. - Т. XLIV - Вып. 3. - С. 470-475.

17. Головачева, Р. С. Новый вид термофильных бацилл Bacillus thermocatenulatus nov. sp. Текст. / P. С. Головачева, Л. Г. Логинова, Т. А. Салихов, А. А. Колесников, Г. Н. Зайцева // Микробиология. - 1975. - Т. XLIV. Вып. 2.-С. 265-268.

18. Горбенко, А. Ю. О возможности количественного учета олигокарбофильного (олиготрофного) бактериопланктона на богатой питательной среде Текст. / А. Ю. Горбенко, А. Н. Дзюбан // Микробиология. 1992. - Т. 61, № 3. - С. 531-532.

19. Горленко. М. В. Экология водных микроорганизмов Текст. / М. В. Горленко, Г. А. Дубинина, С. И. Кузнецов. М.: Наука, 1977. - 289, [2] е., 99 с. ил.; 22 см. - Библиогр.: с. 264 - 285. - 1700 экз.

20. Горшков, А. Г. Полициклические ароматические углеводороды в снежном покрове южного побережья оз. Байкал Текст. / А. Г. Горшков, И. И. Маринайте, В. А. Оболкин, Г. И. Барам, Т. В. Ходжер // Оптика атмосферы и океана.- 1998.- Т. 11, № 8.-С. 913-918.

21. Горшков, А. Г. Мониторинг экотоксикантов в объектах окружающей среды Прибайкалья Текст. / А. Г. Горшков, И. И. Маринайте // Оптика атмосферы и океана. 2003. - Т. 13, № 10. - С. 967-970.

22. Горшков, А. Г. Применение ВЭЖХ для анализа растительных экстрактов Текст. / А. Г. Горшков, А. Л. Верещагин // Современные проблемыхроматографии :. сб. научн. тр / Лимнологический институт СО РАН, -Иркутск, 2002.-С. 116.

23. Гранина, Л. 3. Аномалии состава поровых вод донных осадков Байкала Текст. / Л. 3. Гранина, Е. Каллендер, И. С. Ломоносов, В. Д. Мац, Л. П. Голобокова // Геология и геофизика. 2001. - Т. 42 (1-2). - С. 362-372.

24. Громов, Б. В. Экология бактерий Текст. : учеб. пособие для универ.по специальности «Микробиология»/ Б. В. Громов, Т. В.Павленко Л.: Изд- во ЛГУ, 1989, - 248 е.: ил. - 22 см. - Библиогр.: с. 244-246. - 2000 экз., ISBN 5288-00225-8 (в пер.).

25. Зайцева, С. В. Алкалотермофильные аэробные органотрофные бактерии в гидротермах Бурятии Текст. / С. В. Зайцева // Актуальные асекты современной микробиологии : сб. научн. тр. / Институт микробиологии им. Виноградского РАН. Москва, 2005. - С. 28-29.

26. Звягинцева, И. С. Деградация нефтяных масел нокардиоподобными бактериями Текст. / И. С. Звягинцева, Э. Г. Суровцева, М. Н. Поглазова, В.

27. С. Ивойлов, С. С. Беляев // Микробиология. 2001. - Т. 70, № 3. - С. 321— 328.

28. Исаев, В. П. Байкальская нефть Текст. / В. П. Исаев, Р. Н. Преснова // Нефть и газ в современном мире: Геолого-экономические и социально-культурные аспекты : сб. научн. тр. / РАН СО Ин-т геохимии им. А. П. Виноградова, Иркутск, 2003. - С. 45-51.

29. Кожов, М. М. Биология озера Байкал Текст. / М. М. Кожов. М.: Изд-во АН СССР, 1962. - 315 [28] е., ил.; 26 см. - Библиогр.: с. 295 - 313. - 2000 экз.

30. Кожов, М. М. Очерки по байкаловедению Текст. / М. М. Кожов. -Иркутск: Вост.-сиб. книж. изд-во, 1972. — 254 [27] е., 99 с. ил.; 26 см. -Библиогр.: с.239 252. - 2000 экз.

31. Коронелли, Т. В. Экофизиологические основы и практический опыт интродукции углеводородокисляющих бактерий в природные экосистемы Текст. / Т. В. Коронелли // Интродукция микроорганизмов в окружающую среду : сб. научн. тр. Москва, 1994. - С. 53.

32. Коронелли, Т. В. Видовая структура углеводородокисляющих бактериоценозов водных экосистем разных климатических зон Текст. / Т. В. Коронклли // Микробиология. 1994. - Т. 63, № 5. - С. 917-922.

33. Кудряшова, Е. Б. Bacillus subtilis и фенотипически близкие штаммы -продуценты гексаеновых антибиотиков Текст. / Е. Б. Кудряшова, Н. Г. Винокурова, Е. В. Арискина // Прикладная биохимия и микробиология. -2005. Т. 41, № 5. - С. 553-557.

34. Кузнецов, С. И. Микробиологическая характеристика вод и грунтов Байкала Текст. / С. И. Кузнецов // Тр. Байкальск. лимнол. ст. АН СССР. -1957.-Т.15,-С. 388-396.

35. Кузнецов, С. И. Микрофлора озер и ее геохимическая деятельность Текст. / С. И. Кузнецов. АН СССР. Ин-т биол. внутр. вод. JI.: Наука. Ленингр. отд., 1970. - 440 [6] е., 202 1. с. ил.; 26 см. - Библиогр.: с. 402435.- 1250 экз.

36. Красильников, Н. А. Определитель бактерий и актиномицетов Текст. / Н. А. Красильников. М.-Л: Изд-во АН СССР, 1949. - 830 [49] е., ил.; 26.5 см. - Библиогр.: с. 749- 780.- 4000 экз.

37. Лаптева, Н. А. Видовая характеристика олиготрофных бактерий в озере Байкал Текст. / Н. А. Лаптева // Микробиология. 1990. - Т. 59, №'3 - С. 499-506.

38. Логинова, Л. Г. Облигатно-термофильные бактерии Thrmus ruber в гидротермах Камчатки Текст. / Л. Г. Логинова, Л. А. Егорова // Микробиология. 1975. - Т. XLIV - Вып. 4. - С. 661-665.

39. Лут, Б. Ф. Геоморфология Прибайкалья и впадины озера Байкал Текст. / Б. Ф. Лут.-Н.: Наука, 1978.-212 [12] е., 26 с. ил.; 21 см.-Библиогр.: с. 196212.- 1000 экз.

40. Максимова, Э. А. Микробиология вод Байкала Текст. / Э. А. Максимова, В. Н. Максимов. Иркутск: Изд-во Иркут. Ун-та, 1989. - 168 [4] е., 27 с. ил.; 20 см. - Библиогр.: с. 156-166. - 500 экз., ISBN 5-7430-0079-4.

41. Максимова, Э. А. Вертикальное распределение микробиального планктона в течение 1969 года в Южном Байкале Текст. / Э. А. Максимова, В. Н. Максимов // Микробиология. 1972. - Т. 41. - С. 896-902.

42. Мизандронцев, И.Б. Химический состав грунтовых растворов и вод придонного слоя Текст. / И.Б. Мизандронцев // Лимнология придельтовых пространств Байкала: сб. научн. тр. / Лимнологический ин-т СО РАН, -Ленинград, 1971. С. 64-81.

43. Младова, Т. А. Численность и биомасса бактериопланктона Текст. / Т. А. Младова //Тр. Лимнолог, ин-та. 1971. -Т. 12 (32).-С. 185-196.

44. Намсараев, Б. Б. Участие бактерий в процессах синтеза и деструкции органического вещества в микробных матах озера Байкал Текст. / Б. Б.

45. Намсараев, JI. Е. Дулов, Г. А. Дубинина, Т. И. Земская, Л. 3. Гранина, Е. Б. Карабанов // Микробиология. 1994. - Т. 63. - С. 345-351.

46. Оборин, А. А. Самоочищение и рекультивация нефтезагрязненных почв Предуралья и Западной Сибири Текст. / А. А. Оборин, И. Г. Калачникова, Т.

47. A. Масливец, И. Н. Базенкова, О. В. Плещеева, А. И. Оглоблина// Восстановление нефтезагрязненных почвенных экосистем: сб. научн. тр. / АН СССР научный совет по проблемам биосферы, Москва, 1988 - С. 140159. - Библиогр.: с.231-252.

48. Парфенова, В. В. Изучение микробного сообщества окисленного слоя донных осадков оз. Байкал в придельтовом районе реки Селенга Текст. / В.

49. B. Парфенова, О. Н. Павлова, И. А. Теркина, М. Ю. Суслова, Т. Я. Косторнова, И. Г. Никулина, В. Н. Синюкович, Л. М. Сороковикова // Водные ресурсы. 2005. - Т.З, №3. - С.227-231.

50. Практикум по микробиологи Текст. : учеб. пособие / под ред. профессора Н. С. Егорова. М.: Изд-во Мое. Университета, - 1976. - 307 с. : ил.; 22 см. - Предм. указ.: с. 301-305. - 13600 экз.

51. Родина, А. Г. Методы водной микробиологии. Практическое руководство Текст. / А. Г. Родина. АН СССР. Зоологический ин-т. М.; Д.: Наука, 1965. - 363 е.; 22 см. - Библиогр.: с. 348-360. - 2000 экз.

52. Рождественский, А. В. Статистические методы в гидрологии Текст. / А. В. Рождественский, А. И. Чеботарев. Д.: «Гидрометеоиздат», 1974. - 424 с. 21 см. - Библиогр.: с.416-422. - 2000 экз.

53. Романенко, В. И. Экология микроорганизмов пресных водоемов. Лабораторное руководство. Текст. / В. И. Романенко, С. И. Кузнецов. АН СССР. Ин-т биологии внутр. вод. Л.: Наука, Ленингр. отд., 1974. - 194 е.; 21,5 см.-Библиогр.: с.181-188. - 1850 экз.

54. Романова, А. П. Сезонная динамика бактериопланктона, его горизонтальное и вертикальное распределение в Южной части Байкала Текст. / А. П. Романова // Изв. СО АН СССР. 1958. - № 7. - С. 114-124.

55. Репин, В. Е. Биоразнообразие микроорганизмов глубинных донных осадков озера Байкал Текст. / В. Е. Репин, Т. Торок, М. И. Кузьмин //

56. Геология и геофизика. Новосибирск Изд-во СО РАН Филиал «ГЕО» 2001. -Т. 42, №1-2.- С. 231-134.

57. Сороковикова, JI. М. Первичная продукция и деструкция органического вещества р. Селенги Текст. / JI. М. Сороковикова, В. В. Авдеев // Водные ресурсы. 1992. - Т. 5. - С. 163-165.

58. Ушакова, Н. А. Изучение механизмов пробиотического действия штамма Bacillus subtilis 8130 Текст. / Н. А. Ушакова, Е. В. Котенкова, А. А. Козлова, А. В. Нифатов // Прикладная биохимия и микробиология. 2006. -Т. 42, №3.-С. 285-291.

59. Федотов, А. П. Осадки озера Хубсугул (Монголия) как летопись палеоклиматов голоцена и позднего плейстоцена Текст. / А. П. Федотов, Е.

60. Федотов, А. П. Сейсмоприфилирование осадков озера Хубсугул Текст. / А. П. Федотов, М. Батист, Е. Шапрон, К. Райкер, Т. Паулс, М. А. Грачёв П : Доклады академии наук. -2002. Т. 382, № 2. - С. 261-263.

61. Федотов, А. П. Осадки озера Хубсугул как летопись палеоклиматов голоцена и позднего плейстоцена Текст. / А. П. Федотов, Е. В. Безрукова, С.

62. C. Воробьёва, О. М. Хлыстов, О. В. Левина, И. Б. Мизандронцев, Г. Ф. Мазепова, А. Р. Семёнов, Т. О. Железнякова, С. М. Крапивина, Е. П. Чебыкин, М. А. Грачёв // Геология и геофизика. 2001. - Т.42 (1-2) - С. 384390.

63. Краткий определитель бактерий Берджи Текст. : [под ред. Дж. Хоулт] : [пер. с англ.] / под ред. чл.-корр. АН СССР Г. А. Заварзина. Изд. 7 -е, - М.: Мир, 1980. - 495 с.: ил ; 22 см. - 25000 экз

64. Хлыстов, О. М. Донные осадки, содержащие приповерхностные IT в оз. Байкал Текст. / О. М. Хлыстов, Ж. Клерке, М. Де Батист // Третья

65. Верещагинская Байкальская конференция : сб. научн. тр. / Лимнологический институт СО АН СССР. Иркутск, 2000. - С. 258.

66. Шимараев, М. Н. К вопросу о стратификации и механизме конвекции в Байкале Текст. / М. Н. Шимараев, Н. Г. Гранин // Докл. АН. СССР. 1991. -Т. 321, №2.-С. 381-385.

67. Широков, А. В. Белковые и пептидные факторы Bacillus sp.739 -ингибиторы роста фитопатогенных грибов Текст. / А. В. Широков, О. Н. Логинов, А. И. Мелентьев, Г. Э. Актуганов // Прикладная биохимия и микробиология. 2002. - Т. 38, № 2. - С. 161-165.

68. Bartholomew, J. W. Isolation and identification of obligate thermophilic sporeforming from Ocean Basin Cores Text. / J. W. Bartholomew, G. Paik // Journal of Bacteriology. 1996. - V. 92, №. 3. - P. 635-638.

69. Beffa, T. Isolation of Thermus Strains from Hot Composts (60 to 80°C) Text. / T. Beffa, M. Blanc, P. F. Lyon, G. Vogt, M. Marchiani, J. L. Fischer, M. Aragno // Applied and environmental microbiology. 1996. - V. 62. - P. 1723-1727.

70. Bonny, S. Microbes and mineral precipitation, Miette hot springs, Jasper National Park, Alberta, Canada Text. / S. Bonny, B. Jones // Can. J. Earth Sci. -2003.-V. 40.-P. 1483-1500.

71. Brake, S. S. Eukaryotic stromatolite builders in acid mine drainage: Implications for Precambrian iron formations and oxygenation of the atmosphere? Text. / S. S. Brake, S. T. Hasiotis, H. K. Dannelly, K. A. Connors // Geology. 2002.-V. 30.-P. 599-602.

72. Cano, R. J. Revival and Identification of Bacterial Spores in 25- to 40-Million-Year-Old Dominican Amber Text. / R. J. Cano and M. K. Borucki // Science.- 1995.-V. 268,- P. 1060-1064.

73. Claus, D. The Genera Bacillus Text. / D. Claus and R. C. W. Berkeley // Bergey's Manual of Systematic Bacteriology. 1986. - V. 2. - P. 1105-1139.

74. Doddamani, H. P. Biodegradation of Fhenanthrene by Bacillus Speciens Text. / H. P. Doddamani, H. Z. Ninnekar // Curr Microbiol. 2000. - V. 41.- P. 11-14.

75. Ehrlich, F. G. Geomicrobial Interactions with Silicon Text. / F. G. Ehrlich // Chem. Geol. 1996. - V. 132. - P. 217-239.

76. Enkiri, F. Hydrophobic adsorption of aromatic compounds on polyurethane as carbon source for Pseudomonas growth Text. / F. Enkiri // Applied Microbiology and Biotechnology. 1995. - V. 44. - P. 539 - 545.

77. Ferris, F. G. Bacteria as nucleation sites for autigenic minerals in a metal contaminated lake sediments Text. / F. G. Ferris, W. S. Fyfe, T. J. Beveridge // Chem. Geol. 1987. - V. 63. - P. 225-232.

78. Ferris, F. G. Iron-silica crystallite nucleation by bacteria in a geothermal sediment Text. / F. G. Ferris, T. J. Beveridge, W. S. Fyfe // Nature. 1986. - V. 320.-P. 609-611.

79. Fischman, J. Have 25-Million-Year-Old Bacteria Returned to Life? Text. / J. Fischman // Science. -1995. V. 268. - P. 977.

80. Foster, J. W. Hydrocarbons as substrates for microorganisms Text. / J. W. Foster // Journ. Antonie van Leeuwenhock. 1986. - V. 28. - P. 241-274.

81. Francis, C. A. Enzymatic Manganese (II) oxidation by metabolically dormant spores os diverese Bacillus species Text. / C. A. Francis, В. M. Tebo // Applied and Environmental Microbiology. 2002. - V. 68, № 2 - P. 874-880.

82. Furtmann, K. Phthalate in Der aqatischen Umwelt Text. / K. Furtmann // Landesamt fur Wasser und Abfall Nordrhein-Wesfalen, LWA-Materialen. -Dusseldorf: 1993. - № 6.- 177 p.

83. Giam, C. S. Phthalic Acid Esters Text. / C. S.Giam, E. Atlas, M. A. Powers, J. E. Leonard // The Handbook of Environmental Chemistry. O. Hutzinger (Ed.). Anthropogenic Compounds. Berlin: Springer-Verlag. 1984. - V. 3, Part С - P. 67-142.

84. Gonzalez, J. M. Genetic analysis of Carboxydothermus hydrogenoformans carbon monoxide dehydrogenase genes cooF and cooSl Text. / J. M. Gonzalez, F: T. Robb // FEMS Microbiol. Letters. 2000. - V. 191. - P. 243-247.

85. Kahng, H-Y. Cellular Responses of Pseudomonas sp. KK1 to Two-Ring Polycyclic Aromatic Hydrocarbom, Naphthalene Text. / H-Y. Kahng // Journal of Microbiology. 2002. - V. 40, No. 1. - P. 38-42.

86. Kanaly, R. Biodegradation of High Molecular Weight Polycyclic Aromatic Hydrocarbons by Bacteria Text. / R. Kanaly, S. Harayama // J. Bacteriology. -2000.-V. 182,№8.-P. 2059-2067.

87. Kiyohara, H. Rapid screen for bacterial degrading water insoluble, solid hydrocarbons on agar plates Text. / H. Kiyohara, K. Nagao, K. Yana // Applied and Environmental Microbiology. - 1982. - V. 43, № 2. - P. 454-457.

88. Maximov, V. V. Microbiological specificity of Baikal and Khubsugul -ancient lakes of Eastern Asia Text. / V. V. Maximov // Hydrobiologia. 2006. -V. 568.-P. 63-68.

89. Master, E. R. Psychrotolerant Bacteria Isolated from Arctic Soil that Degrade Polychlorinated Biphenyls at Low Temperatures Text. / E.R. Master, W. W. Mohn // Applied and Environmental Microbiology. 1998. - V. 64, № 12. - P. 4823^829.

90. Nickle, D. C. Curiously modern DNA for a «250 million- year-old » bacterium Text. / D. C. Nickle, G. H. Learn, M. W. Rain, J. I. Mullins, J. E. Mittler // Journal of Molecular evolution. 2002. - V. 54 - P. 134-137.

91. Nicholson, W. L. Resistance of Bacillus Terrestrial and Extraterrestrial Environments Text. / W. L. Nicholson, N. Munakata, G. Horneck, H. J. Melosh and P. Setlow // Microbiology and Molecular biology reviews. 2000. - V.64, № 3. - P.548-5 72.

92. Norris, J. R. The Genera Bacillus and Sporalactobacillus Text. / J. R. Norris, R.C. W. Berkeley, N.A. Logan, and A.G. O'Donnell // The Prokaryotes, Berlin:-Springer-Verlag,- 1981. Vol. 2. -P.l711-1742.

93. Palop, A. Heat Resistance of Native and Demineralized Spores of Bacillus subtilis Sporulated at Different Temperatures Text. / A. Palop, F. J. Sala and S. Condon // Applied and Environmental Microbiology. 1999. - V. 65, № 3.- P. 1316-1319.

94. Raymond, R. L. Microbial oxidation of n-paraffinic hydrocarbons Text. / R. L. Raymond // Develop. Industry. Microbiology. 1961. - V. 2, № 1. - P. 23-32.

95. Slieman, T. A. Role of Dipicolinic Acid in Survival of Bacillus subtilis Spores Exposed to Artificial and Solar UV Radiation Text. / T. A. Slieman and W. L. Nicholson // Applied and Environmental Microbiology. 2001. - V. 67, № 3. - P. 1274-1279.

96. Staples, C. A. The environmental fate of phthalate esters: a literature review Text. / C. A. Staples, D. R. Peterson, T. F. Parkerton, W. J. Adams // Chemosphere. 1997. - Vol. 35, № 4. - P. 667-749.

97. Tazaki, K. Architecture of microbial mats reveals history of geo-, aqua-, and bio-systems Text. / K. Tazaki // Episodes. 1999. - V. 22. - P. 21-25.

98. Vreeland, R. H. Isolation of a 2500 Million-Year-Old Halotoleraant Bacterium from a Primary Salt Crystal Text. / R. H. Vreeland, W. D. Rosenzweig and D.W. Powers // Nature. 2000. - P. 897-900

Информация о работе

Суслова, Мария Юрьевна
кандидата биологических наук
Иркутск, 2007
ВАК 03.00.16

Диссертация

Распространение и разнообразие спорообразующих бактерий рода Bacillus в водных экосистемах - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы