Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Разнообразие аэробных и факультативно-анаэробных органотрофных бактерий содово-соленых озер Забайкалья и Монголии

ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Разнообразие аэробных и факультативно-анаэробных органотрофных бактерий содово-соленых озер Забайкалья и Монголии"

На правах рукописи

МИТЫПОВА Татьяна Николаевна 1- и «■.

РАЗНООБРАЗИЕ АЭРОБНЫХ И ФАКУЛЬТАТИВНО-АНАЭРОБНЫХ ОРГАНОТРОФНЫХ БАКТЕРИЙ СОДОВО-СОЛЕНЫХ ОЗЕР ЗАБАЙКАЛЬЯ И МОНГОЛИИ

03.00.16 - экология 03.00.07- микробиология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Улан-Удэ, 2007

003058131

Работа выполнена в Институте общей и экспериментальной биологии СО РАН

Научный руководитель кандидат биологических наук

Козырева Людмила Павловна

Научный консультант доктор биологических наук,

Вайнштейн Михаил Борисович

Официальные оппоненты доктор биологических наук, профессор

Ивановский Руслан Николаевич

кандидат биологических наук Брянская Алла Викторовна

Ведущая организация Восточно-Сибирский государственный

технологический университет

Защита состоится «15» мая 2007 г в 16 00 часов на заседании Диссертационного совета Д 212 022 03 при Бурятском государственном университете по адресу 670000, Улан-Удэ, ул Смолина, 24а, биолого-географический факультет, конференц-зал Факс (3012)211593 e-mail d21202203@mail ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Бурятского государственного университета

Автореферат разослан «_12_»_апреля 2007 г

Ученый секретарь Диссертационного совета, кандидат биологических наук

Шорноева Н А

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы.

Содовые и содово-соленые озера широко распространены в аридных зонах Они представляют собой уникальные экосистемы, в которых экстремально высокие значения рН сочетаются с высокими концентрациями солей вплоть до насыщающих (Sadler et al, 1980, Vreeland et al, 1987)

Исследование разнообразия микробных сообществ представляет значительный интерес для понимания функционирования содовых озер как отдельного типа экосистем

В настоящее время в содовых озерах мира выявлены и описаны представители основных функциональных групп, принципиально различающихся в отношении использования органического вещества (ОВ) и свободного кислорода

- продуцентов - цианобактерий и пурпурных бактерий (Дубинин и др , 1995, Герасименко и др, 1996, Брянцева и др 1999,2000),

- деструкторов (консументов), включающих аэробных и анаэробных органотрофных бактерий (Tindail, 1988, Jones et al, 1998, Заварзин и др, 1999),

- вторичных анаэробов, замыкающих циклы углерода и серы (Жилина и ДР, 1998),

- бактерий «аэробного фильтра», окисляющих газы биогенного и абиогенного происхождения (Сорокин и др , 2001, Калюжная и др , 1998)

В содовых озерах Забайкалья и Монголии в течение последних 10 лет исследуются биоразнообразие и функционирование микробных сообществ (Намсараев и др , 1999, Горленко и др , 1999, Банзаракцаева, 2002 Sorokin et al, 2003) В деструкции ОВ предполагается важная роль аэробных процессов, о чем свидетельствуют высокая численность аэробных органотрофов ЮМО6 кл/мл и значительная скорость аэробной деструкции в донных отложениях озер Забайкалья Из проб воды, микробных матов и донных осадков выделены новые роды и виды представителей высокоспециализированных групп бактерий пурпурных, метанотрофных, сероокисляющих, а также анаэробных алкалофилов (Сорокин и др , 2001, Ешинимаев и др, 2001, Жилина и др, 2004) Вместе с этим таксономическое разнообразие бактерий, выполняющих деструкцию органического вещества в аэробных зонах содово-соленых озер Забайкалья, практически не изучено

Целью работы явилось определение разнообразия доминирующих аэробных и факультативно-анаэробных органотрофных алкало- и галофильных бактерий в донных осадках содовых и содово-соленых озер Забайкалья и Монголии

3

I/

Задачи исследования.

1 Изучить физико-химические условия обитания бактерий в исследуемых озерах,

2 Определить численность аэробных и анаэробных бактерий-деструкторов органического вещества,

3 Выделить доминирующих при культивировании представителей бактерий, осуществляющих разложение органического вещества в аэробных условиях, исследовать экофизиологические и физиолого-биохимические свойства,

4 Определить таксономическое положение выделенных бактерий,

5 Установить роль выделенных доминирующих и новых бактерий в функционировании микробного сообщества

Научная новизна и практическая значимость

Впервые изучено таксономическое разнообразие аэробных и факультативно-анаэробных бактерий содовых озер Забайкалья Показано, что выделенные штаммы являются гало- и алкалофильными/тояерантными организмами, способными осуществлять деструкцию органического вещества при смене экологических условий в экосистеме распреснении или концентрировании солей, изменении рН, смене окислительно-восстановительной обстановки

Специфичность исследованных водных экосистем по микробиоте подтверждается наличием новых форм выделенных микроорганизмов Впервые из содовых озер выделены в культуру и описаны облигатно аэробные алкалотолерантные и галотолерантные представители семейства Flexibacteuceae, определенные как новые роды и виды с предложенными названиями "Lyalikoviella elongate" gen nov, sp nov и "Sangiunoglea alkalitoleramu gen nov , sp nov

Полученные результаты расширяют представления о разнообразии и экологическом значении бактерий в экстремальных природных экосистемах Выделенные штаммы представляют интерес для биотехнологии, как продуценты ферментов, устойчивых к высоким значениям рН и минерализации

Апробация работы Материалы диссертации были апробированы в виде докладов на Межрегиональной научно-практической конференции «Биоразнообразие микроорганизмов Восточно-Сибирского региона и их научно-пракгическое использование» (Иркутск, 2004), научно-практической конференции «Научный и инновационный потенциал Байкальского региона глазами молодежи» (Улан-Удэ, 2004, 2005 гг). Всероссийской конференции с международным участием «Биоразнообразие экосистем Внутренней Азии» (Улан-Удэ, 2006)

Публикации. По результатам исследований опубликовано 14 научных работ

Объем и структура диссертации. Материалы диссертации изложены на . страницах машинописного текста и включает рисунков и таблиц Диссертация состоит из разделов «Введение», «Обзор литературы», «Экспериментальная часть», «Выводы», «Заключение», «Список литературы», включающий в себя отечественных и зарубежных источников и «Приложение»

Благодарности. Автор выражает глубокую признательность за общее научное руководство научному руководителю к б н Л П Козыревой, научному консультанту д б н , проф М Б Вайнштейну

Автор выражает благодарность заведующему лабораторией «Экологии и геохимической деятельности микроорганизмов» ИНМИ РАН д б н В М Горленко и сотрудникам данной лаборатории к.б.н. 3 Б Намсараеву за советы и помощь в освоении методик, Е Н Болдаревой за предоставление штамма Ыи, сотрудникам ИНМИ РАН к б н А М Лысенко, Г А Осипову, Е С Бариновой за помощь на отдельных этапах работы, к б н В Н Акимову (ИБФМ РАН), а также заведующему лабораторией микробиологии ИОЭБ СО РАН д б н, проф Б Б Намсараеву и сотрудникам данной лаборатории за помощь в работе и поддержку

Работа выполнена при финансовой поддержке грантов Президиума РАН «Происхождение и эволюция биосферы», Президиума СО РАН № 24, УрО и СО РАН «Микробные сообщества экстремальных экосистем», Минобразования науки РНП 2 1 1 4566, Минобразования РФ Е02-6 0-294, Президиума СО РАН № 170 и Минобразования РФ УрО 07 01 474

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Объекты исследования.

Объектами исследования явились содовые озера Забайкалья и

>е, Алгинское (Бурятия), Хилганта, Горбунка

(Агинский Бурятский автономный округ),

Долоон Давст Нуур (Монголия) (рис 1) Микробиологические и гидрохимические исследования проведены с 2003 по 2006 гг Рис 1 Карта-схема расположения исследуемых содово-соленых озер

Монголии Соленое, Нухэ-Нур, Безымянно

с.

ч

у

МОНГОЛИЯ

Забайкалья и Монголии

1- Онон-Борзинская группа, АБАО Хилганта, Горбунка,

2- Баргузинская группа Нухэ-Нур, Алгинское, Безымянное, 3 - Селенгинская группа, Бурятия Соленое,

4- Цептрачьно-Монголъская группа Долоон Давст Нуур

Методы исследования.

Физико-химические и лимнологические характеристики изучаемых озер определяли стандартными методами (Намсараев и др , 2006)

В толще донных отложений содового оз Срленое содержание ОВ и его компонентов (белка и углеводов) изучали в- 1) ранний летний период - 4-5 июня 2004 г, 2) середине лета - 10-12 июля 2005 г, 3) ранний осенний период - 10-11 сентября 2004 г Колонки высотой 10, 15 и 20 см отбирали с глубины 0,5 м Определение содержания Сорг и его компонентов проводили по горизонтам с шагом 1, 2 и 5 см

Естественное распределение и разнообразие микроценозов в микрокосмах и in situ было изучено методом стекол обрастания по Холодному (Методы изучения почвенных микроорганизмов, 1966)

Для определения численности, выделения и культивирования бактерий использовали среду I, состава (г/л) КН2Р04 - 0,2, MgC!2 6Н20 -0,1, NH4CI — 0,5, КС1 — 0,2, дрожжевой экстракт - 0,05, раствор микроэлементов по Витману — 1мл/л В качестве субстратов вносили (в %) (а) для протеолитиков - пептон (1,5), (б) для амилолитиков - крахмал (1,5), (е) для целлюлолитиков - полоску фильтровальной бумаги (1), (г) для липолитиков - твин-40 (1,5), для бродилыциков - глюкозу (1,5) Для культивирования сульфатредуцирующих бактерий к вышеописанной среде добавляли (г/л) Na2S04 10Н20 - 3, Na2S 9Н20 - 0,05, лактат, ацетат в концентрации 3 г/л Сапрофитные бактерии определяли на среде РПА (2,5 %) (д) Значения рН и минерализации, соответствующие гидрохимии озер, устанавливали с помощью NaHC03, Na2C03 и NaCI Посевы инкубировали в термостате при 30°С Статистическую обработку при определении численности бактерий проводили по таблице Мак-Креди (Большой практикум по микробиологии, 2005)

Чистые штаммы органотрофных бактерий выделяли I- из изолированных колоний на агаризованной среде при определении численности бактерий, И -после предварительного культивирования проб донных осадков озер со смесью комплексных органических субстратов на среде 2 состава ( г/л) КН2Р04 - 1,0, MgCl2 7Н20 - 0,2, Na2C03 - 10, глюкоза — 10, пептон - 5, дрожжевой экстракт (ДЭ) — 5 рН среды устанавливали равной 9,5, концентрацию NaCI - (я) 40, (б) 120, (в) 300 г/л Пробы культивировали аэробно на качалке со скоростью 180 об/мин (в таблице 3 отмечено *) и стационарно в течение 2 суток при температуре

30°С Из обогащенных культур проводили посев на агаризованную среду аналогичного состава

Культура Nu выделена на минеральной среде 3 состава (г/л) NH4C1 -

0.4, КН2РО4 — 0,5, NaN03 - 0,4, MgCl2 - 0,2, Na2S04 - 0,5, ДЭ-l.Na ацетат - l,Na пируват- 1, NaCl - 10, Na2S203 5H20 - 1, KCl - 0,5, Bl2-10 мкг, раствор микроэлементов - 1мл, NaHC03 - 10, Na^C03 - 5, pH 9,09,5

Чистые культуры поддерживали на среде 1 (pH 9,0-9,5, NaCl - 10 г/л) с дрожжевым экстрактом (5 г/л)

Зависимость роста штаммов от наличия карбонатов изучали на среде

1, исключив буферные карбонатные растворы, pH устанавливали подтитровкой 10% NaOH Зависимость роста от ионов натрия изучали в среде 1 без NaCl, pH устанавливали подтитровкой 10% КОН

Морфотипы бактерий, размеры, подвижность и спорообразование изучали микроскопированием образцов с помощью светового микроскопа Ахю Star Plus (Karl Zeiss) в фазовом контрасте и па окрашенных препаратах (увеличение 1000 раз)

Эколого-физиологические, биохимические характеристики и ферментативную активность выделенных штаммов исследовали по стандартным методикам (Методы общей бактериологии, 1984)

Состав оснований ДНК определен на основании анализа кривых плавления ДНК в ИНМИ РАН (г Москва) Секвенирование генов 16S-PHK проведено в ИБФМ РАН (г Пущино) и ЛИН СО РАН (г Иркутск) Для сравнительного анализа полученных последовательностей с известными в GENBANK использовали пакет программ BLAST (http // www nebí nlm ruh gov) Построение филогенетического дерева проводили с помощью программы TREECONW

Определение состава жирных кислот клеточной стенки выполнено Г А Осиповым (г Москва)

Результаты исследования и их обсуждение Физико-химические условия среды обитания микроорганизмов

Исследованные содовые озера являются мелководными и имеют относительно малую площадь В период исследований оз Хилганта пересохло Отбор проб донных отложений производили из-под корок высохшего мата Выбранные объекты исследований различались по степени минерализации (5,6 - 320 г/л), pH (7,7 - 9,9) и ионному составу воды (табл 1)

Таблица 1.

Основные характеристики исследуемых озер

Озеро Глу бина, м Площа дь, км2 рн ГС ОМ, г/л ЕЬ, мВ о2, мг/л СО,2~ г/л НСО," г/л БОЛ г/л сг мг/л

1 2,5-3 0,36 9,9 22 5 6 +177 4,48 1,04 2,4 0,35 201,4

2 2,0 0,13 9 84 27 5,7 +59 62 3,24 4,56 0,58 137,7

3 1,6 2,1 9 13 23 10,0 +97 5,3 0,3 2,5 0,1 150

4 Но Но 95 25 20 Но Но 3,19 8,1 Но 399

5 0,3* 0,5* 9,5* 25' 40,0* +70' 6,2* 2,45 1,37 12,2 13800

6 1,3 1,04 9 62 26 45-50 н о н О 30 4,76 25,69 34,43

7 0,5 1 6 7 7 26 320 н о Н О Н О н о Н О н о

Примечания

1 - Соленое 2 - Нухэ-Нур, 3 - Горбунка, 4 - Безымянное, 5 - Хилганта, 6 - Алгинское, 7 -Долон Давст Муур , ОМ -общая минерализация, «н о » - не определено, «*»- данные, взятые из ранее проведенных исследований лаборатории

Преобладающим катионом в водах озер является ион натрия Его максимальное значение достигало 13,6 г/л, ионы магния и кальция присутствовали в количестве 2,14-181,0 и 0,16-102,2 мг/л соответственно Кислород в воде озер распространялся до придонных слоев Таким образом, исследовались озера рядов 1) высокий рН и низкая минерализация (Соленое, Нухэ-Нур, Горбунка), 2) высокий рН и минерализация 20-50 г/л (Безымянное, Хилганта, Алгинское) и 3)нейтралы1ый рН и высокая минерализация (Долон Давст Нуур)

В колонках донных отложений оз Соленое определено содержание ОВ и биополимеров Максимальное содержание ОВ (10,0-15,4 %) выявлено в поверхностных и подповерхностных слоях осадка в июне 2004 г В нижележащих слоях содержание Сорг снижалось и варьировало в пределах 1,2-3,2 % Содержание белка и углеводов по глубине донных осадков варьировало в пределах 0,07-1,08 мг/мл и 0,6-5,46 мг/мл, соответственно

Увеличение концентрации ОВ отмечено в поздне-весенний и ранне-осенний периоды По-видимому, это связано с высокой интенсивностью процессов продукции и последующего накопления органических веществ Высокая концентрация ОВ в июне обусловлена увеличением биомассы фитопланктона в весенний период и его осаждением Снижение концентрации ОВ и его компонентов в середине лета обусловлено активной деятельностью бактерий-деструкторов Осенью увеличение содержания ОВ происходит не только в результате продукционных процессов, осуществляемых в озере, но также вследствие поступления растительно! о опада с береговой зоны

Распространение бактерий-деструкторов в донных осадках содовых

озер

Численность основных физиологических групп бактерий, участвующих в аэробной и анаэробной деструкции органического вещества была определена в донных отложениях 6 содовых озер Соленом, Хилганте, Горбунке, Долон Давст Нуур, Нухэ-Нур и Алгинском (табл 2)

Таблица 2.

Распространение аэробных и анаэробных бактерий-деструкторов в

донных осадках

Численность микроорганизмов (кпеток/мп)

о. Протеолитики Липопитики ЦРБ Ами Бро СРБ

б аэробы анаэ аэробы анаэробы аэробы анаэ юли диль

робы робы тики щики

1 >10* 10" 2 15 107 1,35 10" 10' 10" 1,35 10 Ю4 Ю1

2 10ч 1,5 10" 2 04 10' 10' 10'' Но 10ч 10'

3 10'' 10" 1,75 107 1,7 10'' 102 102 1,7 10'' ю7 10"

4 10* 10' 0,5 10ч 0,1 10' 102 10* 0,8 104 10 10*

5 2,5 10" 0,85 10й 0,23 10'' 1,4 10' 0,17 101 2 5 101 0 3 10'' н о н о

6 4,5 104 0,85 104 1,5 10" 0,5 104 025 102 0 17 10' 2 5 10' н о 10"

Примечания

1 - Соленое, 2 - Хилганта, 3 - Горбунка, 4 - Долон Давст Нуур 5 - Нухэ-Нур 6 - Алгинское «ЦРБч-цетлюлозоразлагагощие бактерии «СРЬ»-сульфатредуцируюш,ие бактерии

Наибольшая численность всех групп бактерий была отмечена в пробах донных отложений оз Соленое, Нухэ-Нур и Горбунка Во всех озерах велика численность аэробных бактерий

На примере оз Соленое изучено вертикальное распределение бактерий- деструкторов ОВ в колонке донных отложении (рис 2) Показано, что в поверхностных и подповерхностных слоях донных отложений, содержащих наибольшее количество органического вещества, содержится максимальное количество как аэробных, так и анаэробных бактерий деструкторов Количество аэробных и анаэробных бактерий вниз по колонке изменялось незначительно

Ig чиспз клеток^в \п

7 4

О

- S

и

^ 1(1

О. 12

о

U

Ы 16 IS

JK

/ J sv

j w.

ч/у

л « 5 < A

\

\ J-i К--iff———i»-

-амилолитики аэробы - чиполитики аэробы -сапрофита

— иротеолитикп аэробы -Ж— 1ИП0ПИТИКИ анаэробы -бродилыцики

- протеолитики анаэробы -сульфатредукторы на laiaar

Рис. 2 Численность бактерий-деструкторов органического вещества в колонке донных осадков оз Соленое (толь 2005)

Изучение микробного пейзажа в микрокосмах озер и т situ

Изучение морфологического разнообразия клеток микроорганизмов было проведено в микрокосмах содовых озер

В сформировавшихся микробных сообществах, инкубированных в течение 2,5 месяцев, визуально различались 3 зоны 1) водная, 2) зона окисленного ила от 1 до 5 мм, 3) зона восстановленного ила

Изучение микроскопической картины выявило особенности микроценозов Микробные сообщества озер Хилганга и Долон Давст Нуур на стеклах обрастания были представлены небольшим количеством прикрепившихся клеток и бедным морфологическим разнообразием бактерий По разнообразию морфотипов бактерий и количеству прикрепившихся клеток на стеклах обрастания наибольший интерес представляли микробные сообщества озер Горбунка и Соленое В поверхностных слоях воды (0-10 мм) преобладали мелкие клетки бактерий, крупные округлые клетки, колонии микрококков, споровые клетки, длинные нитевидные формы, изредка изогнутые клетки Трихомные цианобактерии и диатомовые водоросли обнаруживались в воде (ог 5 мм и ниже) и поверхностных слоях ила Отличительной чертой микрокосма оз Горбунка было выявление спирохет в анаэробном илу с растительными остатками В микрокосме оз Соленое между зонами окисленного и восстановленного илов находился прослой пурпурных бактерий В нижних горизонтах ила оз Соленое присутствовали

однородные длинные и короткие бактериальные клетки В илу оз Горбунка выявлены вибрионы и крупные кокки Во всех случаях бактериальные сообщества были представлены как грамположительнымп, так и грамотрицательными прокариотами

На стеклах обрастания, инкубированных в течение суток in situ в экосистеме оз Соленое, выявлено большое количество и разнообразие фототрофных организмов цианобактерий родов Phornudium, Arthtospira, Oscillatona, Gloeoccipsa, диатомей, клеток серных пурпурных бактерий Они обнаруживались в большом количестве в придонной воде, на поверхности и в верхнем слое донных осадков Бактериальные клетки были представлены преимущественно разнообразными палочками, включая споровые С глубиной донных осадков морфологическое разнообразие микроорганизмов снижалось

Таким образом, наибольшее морфологическое разнообразие бактериальных клеток выявлено в модельных экосистемах низко минерализованных содовых озер На поверхности и в верхних слоях донных осадков присутствуют клетки оксигенных фототрофных организмов Образуемый ими кислород может использоваться в процессах аэробной деструкции ОВ

Выделение и характеристика чистых культур бактерий-деструкторов

Из проб донных отложений содовых озер были изолированы 50 штаммов органотрофных бактерий, доминировавших при выделении

- из накопительных культур, полученных в условиях интенсивной аэрации,

- из накопительных культур, полученных при стационарном кул ьт ив ировании,

- при посеве проб на комплексную агаризованную среду (РПА), либо на среду, содержащую единственное органическое соединение, в качестве источника углерода и энергии

Исследования были проведены с 31 ипаммами, отобранными с учетом 1) доминирующего роста на агаризованных средах, 2) пигментации колоний, 3) физиологических свойств (алкало- и галофилии) (табл 3) Таким образом, среди отобранных штаммов оказалось 14 изолятов из оз Соленое, 3 - из оз Алгинское, 3 - из оз Горбунка, 2 - из оз Нухэ-Нур, 2 - из оз Безымянное, 4 - из оз Долон Давст 1 Кур \\ 3 - из оз Хилганта

Таблица 3.

Некоторые характеристики выделенных культур

Куль П>ра Сбгро Уели" выдгхпш ПреютьУ Оии\т\м Прллы' Огомуч жлл Одгадо КЕ1СН наклеим! Отер жиеГЦ вДН^ мот% Мсрфзп*! юекк мьм

А1 Алгинское рН 9 6 ОМ ''5-50 г/л Среда 26 8,6-10/9 0-100/0 - н о папочки 0 29 х 1,57-2,7 спора - 0 57

АЗ Среда 2а 6 5-11/9-10 0-200/75 - н о овальные палочки 0,86-1 х 1 14-1,7 споровые

А4 Среда 2а 8-11/9 5 0-200/10100 - н о палочки 071-0 86x 2 41

Д1 Допон Давст Ну ур рИ 7 7 ОМ 120 г/л Среда 26 6-10/8 0-100/30 - н о палочки 043 x 2,14

Д2 Среда 2а 5 5-10 5/8 0-140/1050 Н О палочки 0 71 х 12-1 5 споровые

Д1 Среда 2а 7-9,5/8,8 0-75/30 16 1 палочки 0,43 х 1,86-2 спора = 0 57 х 0 86

Д4 Срета 2а 7-9,5/8,8 5-180/50 + н о палочки 0,57 х 1,7-2,85 споровые

XI Хилганла рН 9 5 ОМ 10 г'л Среда 2 а 7-9,5/8,7 0-100/5 50 (15) 31,5 палочки 0,41 х 1,7 споровые

XI Среда 2а 7-11/8,59,5 0-100/30 + 11 о палочки 0,41 х 1,41-2,14 споровые

Х4 Среда 2а* 7,5-10/9 0-100/100 - 50,4 кокки (1 =■ 0,86

К1 Солоно" рН 9 9 ОМ 5 ( Среда 26 7 5-10/8,/ 5-180/75100 4- н о палочки 0 41 х 1,14-1,41

КЗ Среда 2 а 6,510,5/8 8 0-200/50 16,5 кокки с! = 1 29

К4 Среда 2а 7,5-10/8,8 0-180/100 + 17 5 палочки 0,43 х 1,41-1,7

К5 Среда 26 6,5-11/10 0-200/3075 + н о кокки (1= 1-1,14

Кб Среда 2а* 5,8-11/8 5 0-200/75100 - н о овальные палочки 0 71-0,86 х 1,43-1 86

К7 Среда 26* 7,5-11/9,5 0-180/10 н о кокки с1= 1

К8 Среда 26* 6,5-11/9 0-200/5075 - н о кокки а =0,76 0,86

11 п Среда 1а 7-10 5/8 8 0-100/75 н о овальные палочки 0 86-1 14 х 1 86-3 4 ^

С1К Среда 1д 7,510 5/8 6 0-100/3050 + 44 4 палочки 0,71 х 2,85

С2К Среда 1д 6 5-9 5/7,5 0-200/30 + 70,4 кокки а = 1

С4К Среда 1д 6-10/8-8,5 0-200/15 + 43,4 кокки а = 0,76-0,86

БК1 Среда 1д 6,5-11/7,7 0-75/30 29,8 палочки 0,29-0,43 х 1,71-1,86

ЦТ Среда 1в 40,1 палочки 0,86 \ 2,14-4 спора = 0 57 х 0 86

Л1К Среда 1г н о изогнутые палочки 0,57 x2 57 1 14,5

2а Гор£унк\ рН 9 I ОМ Юг/л Среда 16 7,510,5/9,2 0-160/5075 н о палочки 0,57 х 2,71 спора = 0 71x1

8а Среда 1 б 7-10/9,1 0-100/1550 ■ н о овальные палочки 1,14 х 1 57-1 86 споровые

10а Среда 16 6-10 5/9,4 0-100/1550 + 11 о палоч ки 0,71 х 2,43 спора 0,86 х 1,14

N2 Нух)-Н-р рН 9 8 ОМ ; 7 г/п Среда 2 а* 6-10/8,5-9 0-100/0-50 кокки а = 07

N4 Среда №1 6,5-10/7,6 0-7,5/0,51,5 - 42,7 палочки 0,4-0,5 х 1,1-1 7

32 Безымянное рН 9 5 Среда 2в 7,5-11/95 10 0-200/1530 11 о кокки а = 0,86-1

34 ОМ 20 г'л Среда 26 7-10/8 5-9 0-100/50 - 37,2 палочки 0 57-3 6 спора = 1x1,14

Примечание *- культивирование в аэробных условиях на качалке

На агаризованных средах штаммы образовывали круглые, реже концентрические или амебовидные неокрашенные или пигментированные колонии светло-желтого, желтого, розового, оранжевого и ярко-красного цветов Размеры колоний варьировали от 1 до 5-6 мм, за исключением штаммов Д4 и ХЗ, образующих колонии диаметром 12 и 17 мм, соответственно Клегки 18 штаммов представлены палочками, 9 — кокками, 4 - овальными клетками и одного штамма — изогнутыми палочками У 12 штаммов выявлено спорообразование

Физиологическая характеристика штаммов Штаммы растут в широком диапазоне рН и NaCl (табл 3) Два штамма - Al и А4 являются облигатными алкалофилами (pHmm= 8-8,6, pHopt = 99,5, pHmax= 10-11) Штаммы С2К, Ski и Nu растут при рН 6,5-9,5/10/11, рНор, =7,5-7,7 Остальные штаммы росли в диапазоне рН 5,5 - 11, но при этом имели разные рНор, (8-10), что позволило отнести их к группе алкалотолерантных организмов

По отношению к NaCl выделенные штаммы проявляли следующие свойства Два штамма - Д4 и К1 являются галофилами Они растут при содержании NaCI от 5 до 100 г/л, NaClopt50-100 г/л Большинство культур растут в диапазоне NaCl от 0 до 200 г/л, с оптимумами при 15-30 г/л, являясь галотолерантными организмами

Независимо от условий выделения культур, все, за исключением Al, имеющей оптимальный рост в среде без NaCl, но толерантной к концентрации NaCl до 100 г/л, оказались устойчивыми к высоким концентрациям соли, и имели NaCl 0Р[, выше, чем в местах обитания

Штаммы Al, ДЗ, Д4, Кб, 17п, 32 и Ski показали облигатную зависимость роста от присутствия карбонат - ионов в среде, у штаммов А4, Д1, 2а, К1, К4 и С2К в отсутствие карбонат - ионов наблюдался более слабый рост Наличие карбонат - ионов в среде не влияло на рост штаммов XI, ХЗ, Х4, A3, КЗ, К5,К7, К8, 8а,10а. Д2, 34, N2, С1К и С4К

Штаммы Al, Д1, Д2, ДЗ, Д4, К5, 10а, 32 и Ski не росли или росли слабо в отсутствие ионов Na* в среде

По отношению к температуре выделенные микроорганизмы являются мезофилами с оптимальным ростом в пределах 25-40°С, за исключением Al, рост которого был отмечен до 55°С

Выделенные штаммы являются факультативно-анаэробными бактериями, за исключением строгих аэробов Ski и Nu Большинство штаммов являются оксидазо- и каталазо-положительными (A3, А4, Д1, ДЗ, Кб, К7, К8, XI, ХЗ, Х4, 17П, 8а, 10а, 32) Только оксидаза выявлена у Д2, Д4, 34, Nu, Ski, только каталаза - у КЗ, К5, 2а, С1К, С2К, С4К, N2

Биохимическая характеристика культур Все штаммы хорошо росли на среде с комплексными субстратами, внесенными в качестве единственных источников углерода и энергии -дрожжевом жстракте и пептоне (за исключением А1) Спектр соединений, утилизируемых штаммами в аэробных и анаэробных условиях, представлен в таблице 4 Изоляты используют для роста арабинозу, рамнозу, расЬинозу, маннит, фруктозу, глюкозу, инозит, лактозу, сорбит и дупьцит Слабый рост отмечен на ксилозе, сахарозе, маннозе, инозите У всех кульгур рост отсутствовал на галактозе

Таблица 4.

Рост культур на различных субстратах

Культура Амимокмсл ЛЖК оты Пентозы Гексозы Дезок сигек созы

а п сх с о < Глутамаг Цистсин I Ацетат | Лактат Арабиноза Ксилоза Фруктоза 0 1 X га с * £ г: Маннит I Сахароза | Сорбит | Рамноза

А1 X / / К/4 к 4-/- 4/Хк 4-/4 к 4/-г к 4/тк 4/4 к -/4- К Ч- 4/-

АЗ 1- 4+ 4 +/- ++/- 4+ 1-/4 +/4 +/+ +Ь +/4 4/4 +/4 -4/4 1-/4

А<1 4 4- 4 -/+ 4-4-/4- +/4 +/4 1-/-Г К + Д к/Ь 1-М- -/+ К + /-

Д1 ДО 4- - X _/_ 4/-1 +/- +/+ к 4/4- к 4/4- К +/4 Г К т/- +/4 к 4/4 к +/-

X + X X/ -/- -/- -/- -/- -/- -/- -/- Ч- ч- -/-

Д' - -/- / -/- -/- -/- -/- -/- / -/-

Д4 к - -' -/- -/- -V- Х/_ -ь -/4 к +/Х -/- 4/Х -/- -/-

К1 - - - -/- +/- "+Дк +/- 4/4- к -/- К 4/4 к I-/- -/- 4/Х +/- -/-

к? 4- + —— ч- 4/4 /+ к +/4 к -/4- К 4/4 к 4-/4- ь/+ К -/-

К4 / / / -/- -М-К 4-/Хк -/- -/-

К5 Кб 4 - +/- -/- -/- ч- -/- -/- / 4/ ч -/-

44 44 - "7/Г 44/ г 4/+ 4/~ 4/К +Д +Д 4/— +/Х ч- +/-

К7 4- 4- + I 4-/4 +/+ -/- 4-/- -/- -I-/- -/- -/- Ч+к -/-

К8 -Ы- +4 - - / • 4/4- -Д +Д ^Д +/+ +ь 4/4 Н/4 -4/4- К +/+ 4/г

XI 4- X - | -/- Ч- +/- ^Л" Г К 4/4 Г К +/+ к 4/4 г К +/4 К -/- -/4 г К Ч+к +/-

XI 4 4 - I -/- Ч- + К/4- Г К -/- 4-/+ К К/4 г К 4 к/-ь к 4/4 к -Дк 4 к/4 г К 4/4 к -Д

Х4 - -/- -/- М- +Д 4-/4- +Д +/Х -Х/Х "Х/Х +Д Х/Х

17п 4- 4 + ПГ' ЧУ Ч* ч- Ч- 4 /- +/- +/- ч- 4-/4 +/- +/-

2а 4 X +/- -/- -/- 4/4 4/4 к ч- 4/Хк +/- -/-

8а 4- 4 Х ! /—- 4/- -/- -/- +/4 Г К +/- +/- I-/- +/4 +/-

10а 4 I- х | 4/ 4 /- ч- -/- -/- -/- -/- X/ -/- / /

С1К СЖ Л " 1 -1- -/- +/- -/- Ч- +/- 4/+ к +/- -/- Ч- -/- +/-

4 4 + ! и- +/- -д ч- -4/4- +/- +/4 4/4 ч- ч+ 4/4 н/-

С41С 4 4 4 I 4+ 4/- 4/4 +/+ 4/4 Ч-г Ч-г 4/4- 4/4 ч+ +/К ч+

32 4 4 1 | Ч~ к/ / / -/- -/- +/- / / / ч-

31 - - - 1 -/- -/- +/- К 4-/-1- К ч- 4/4 к -/4 к 4/4 к -/- 4/т Г К 4/4 к +!-

вК! I- X - ' 4/- X/- Х/_ -/- +/- ч- +/-

4 н о -! -/- н о н о Н О +/- -/- ч- +/- -/- ь-

+ 4 -ч 4/- +1- 4/4 4/+ +/+ +/- 4/4 +/4 -г/4-

Примечание дачные в числите1е - рост в аэробных условиях, в знаменатете - росг в анаэробных уел шия\, г - газообразование, к - кистотообразование, ЛЖК - летучие жирные кислоты, «+» -1 оложительныи рост, «-» - отрицательный рост, <Д» - спабый рост

Большинство штаммов газ и кислоту из Сахаров в анаэробных условиях не образуют, но у ряда штаммов (Al, A4, Д1, Kl, КЗ 1(4, К7, К8, XI, ХЗ, 2а, 8а, С1К и 34 наблюдалось кислотообра: ованне Из вышеперечисленных штаммов у Д1, XI, ХЗ, 8а и 34 выявлено газообразование

17 штаммов проявляли способность к фиксации молекул; рного азота 9 ипаммов образуют аммиак Сероводород из белок-содержащих субстратов образуют только 11 культур Индол не образуют

Определено наличие активности гидролитических оерментов — амилазы, эндоцеллюлазы, казеиназы, жслатиназы и липазы У 17 штаммов (Al, A4, Д2, Д4, К1, КЗ, К4, XI, ХЗ, 8а, 10а, С1К, 32, 34, Ski, Nu, ЦЗ) выявлена амилазная активность, у 3 штаммов (Д2, XI, ХЗ) выявлена активность эндоцеллюлазы, 5 штаммов (XI, ХЗ, 2а, 8а, ЦЗ) проявляли казеиназную активность, Х4, 2а, 8а, 10а, С1К способны разжижать желатину, активность липазы выявлена у 6 штаммов (XI, ХЗ 2а, С1К, 34 и Л!К) У штаммов A3, Д1, ДЗ, К5, Кб, К7, К8, 17П, С2К, С4К и N2 протестированные активности не были выявлены В то же время штаммы из оз Хилганта XI и ХЗ обладают активными амилазой, эндоцсллюлазой, казеиназой и липазой

Генотипическая характеристика культур Для ряда штаммов, представляющихся наиболее интересными с точки зрения описания новых видов или биотехнологических перспектив, бы пи выполнены определение нуклеотидного состава ДНК (табл 3) и секвенирование генов 16S р-РНК

Содержание Г+Ц в ДНК для большинства протестированных штаммов варьировало от 36,1 мол% до 50,4 мол% Два штамма - XI и SKI имеют низкое содержание Г+Ц (31,5 и 29,8мол%) С2К, имеющий в составе ДНК 70,4 мол% Г+Ц представляет отдельную группу

Неполный сиквенс генов 16S р-РНК показал сходство ряда ьламмов с валидно описанными представителями алкалофильных и галофильных бактерий, выделенными как из щелочной окружающей обстановки, так и других мест обитания (морские экосистемы, сточные воды, почва, лед, микробные маты) Штамм К5 и ЦЗ показали 100 % гомологию с известными алкало- и галофильными видами р Bacillus В saliphilus и В krulwichiae Наибольшее сходство у штамма Д) выявлено с Oreanobacillm iheyensis (98,9%) У штамма Кб обнаружено 99 % сходство е Halomonas axialensis Гомология на уровне 96,3 % штамма 17п на с Halomonas desideiata позволяет рассматривать его как новый вид

Штаммы SKI и Nu обнаружили сходство с близкородственными последовательностями на уровне 92% (Algortphagits sp 10 1) (SKI), и 89% (Hongiella manmtohxorans) (Nu) Между собой штаммы имею? менее 90 % гомологии Содержание Г+Ц в ДНК у SKI и Nu составляет 79 8 мол % и 42 7 мол % соответственно, что демонстрирует большую разницу между

двумя штаммами. По результатам анализа последовательностей гена I6S р-РНК штаммы SKI и Nu принадлежат группе Cytophaga-Flmobacterium-Bacteroides, семейства I'lexibactericeae, образуй отдельные ветви родового уровня.

Характеристика новых ро()ов аэробных бактерий группы CFB (Cytofaga- Flavobacterhim -Bacteroides) Культуры SKI и Nu предложены для описания В качестве представителей новых видов и родов.

Культура SKI выделена из проб донных осадков озера Соленое, Nu из пробы йоды озера Нухэ-Нур. Культуры образуют на агариюванных органомииеральных средах колонии красного цвета. Этанольные экстракты пигментов имели спектр поглощения в каротиноидной области (484 им).

Морфологически клетки представляют подвижные неспоровые грам отрицательные палочки, различающиеся размерами (рис.3).

Рис. 3. Фотографии культур: a) Ski; б) Nu; масштабный отрезок - 5 мкм

Культуры являются алкало- и галотолерантными, мезофильными организмами (рис.4). Различия между культурами представлены в таблице 5. Филогенетическое дерево последовательностей штаммов Nu и Ski в системе семейства Flexibacter i асе ае представлено на рисунке 5.

1*1

Г -i

чХ

/ 1 т, i J \ )

•У 11

11 .....

' '1

Ах

д

-fe

(6¡ J а й s s s и № « я ™ tic ио гм га за

Рис. 4. Влияние рН (а), температуры (б) и концентраций NaCl (в) на рост штаммов: 1) Mu, 2) Ski

Описание «Lyahkoviella elongate» gen. nov., sp. nov.

Клетки размером 0,3-0,4 x 1,7-2,8 цш, подвижные Споры не образуют Колонии ярко-красного цвета, округлые, каплевидные, блестящие, гладкие диаметром 5-6 мм Грамотрицательные, оксидазо-положительные и каталазо-отрицательные клетки Строгий аэроб, гало-, алкалотолерантный и мезофилъный организм Рост отмечен в диапазоне концентраций NaCl от 0 до 7,5 %, с оптимумом 3 %, pH 6,5-11, оптимумом 7,7 и температуры 13 -42 °С с оптимумом 37°С Не отмечен реет в анаэробных условиях Не продуцирует кислоту из D-глюкозы Не редуцирует нитрат до нитрита В качестве субстратов использует глицерин, D-глюкозу, сахарозу, рамнозу, глутамат, пептон, дрожжевой экстракт, крахмал, L-аспарагин, L-орнитин, пируват, ацетат, гидролизат казеина и РПА Не утилизирует цистеин, L-лизин, гликолят, цитрат, лактат, метанол, сукцинат, тартрат, D-маннит, D-сорбит и углеводороды Доминирующие жирные кислоты iso 15 0 (56,3 %), 10 Ме16 (11,5%), iso 15 1 (7,8%), 16 lw7 (4,3%), 15 0 iso 2-OH (2,8%) Содержание ГЦ в ДНК 29,8 мол %

Типовой штамм Ski депонирован в коллекции культур DSZM под номером DSM 18439 Местообитание и выделение донные осадки содового оз Соленое (Южное Забайкалье)

Таблица 5.

Отличительные признаки у выделенных штаммов Ski и Nu

Признаки Размер клеток (мкм) Содер жание ГЦ в ДНК (mol %) pH NaCl (%) t°C l-орнитин 1 « о ю el -6 1-арабиноза | с s 43 1 Каприлат j о 2 § <u a Доминирующие жирные кислоты (%)

lim opt lim opt lim opt 15 0 iso 10 Mel 6 16 lw7c/ 15 0 iso 2-OH 15 0 ante JSO

SKI 0,3-0,4\ 1,7-2,8 29 8 6,5-11 7,7 0-7,5 3 1342 37 X X - - ± 56,14 11,51 7,08 09

Nu 0 4-0 5х 1 1-1,7 42,7 6 5-10 7,6 0-7,5 0,51,5 1342 25 + - + + + - 49,73 9,36 8,24 3,5

Описание «Sanguinoglea alkalitolerans» gen. nov., sp. nov.

Клетки размером 0,4-0,5x1,1-1,7 цш, подвижные, споры не образуют Колонии красного цвета, округлые, блестящие, выпуклые, гладкие, диаметром 4-5 мм Грамотрицательные, оксидазо-положительные и каталазо-отрицательные клетки Строгий аэроб, гало-, алкалотолерантный и мезофильный организм Рост отмечен в диапазоне NaCl от 0 до 7,5 %, с оптимумом 0,5-1,5%, pH 6,5-10 с оптимумом pH 7,6, и температуры 1342 °С, с оптимумом 25 °С В анаэробных условиях рост не наблюдается Не продуцирует кислоту из D-глюкозы Не редуцирует нитрат до нитрита Используемыми субстратами являются глицерин, D-глюкоза, сахароза, рамноза, глутамат, каприлат, L-арабиноза, лактоза, пептон, дрожжевой экстракт, крахмал, L-аспарагин, L-орнитин, пируват, ацетат, гидролизат

казеина и РИА Не утилизирует цистеин, L-лизин, гликолят, цитрат, лактат, метанол, сукцинат, тартрат, D-маннит, D-сорбит и углеводороды Доминирующие жирные кислоты iso 15 0 (48,7 %), 10Ме16 (9,4%), iso 15 1 (7,09%), 16 lw5 (4,09%), а 15 (3,5%), а 17 1 (3,3%) Содержание ГЦ в ДНК 42,7 мол %

Типовой штамм Nu депонирован в коллекции культур DSZM под номером DSM 18440 Местообитание и выделение донные осадки содового оз Нухэ-Нур

Предложенные новые таксоны и их названия в настоящее время еще не утверждены, так как проходят стадию, необходимую для официальной валидации

10%

-----1

Л 00_

99

88_I----SKI

—--Algoriphagus sp 10 1

j i_j Bellia balticci

- \ '--------- bacterium SL3 32

I___mo__r~ Nu

--bacterium SL3 34

----Aquiflexum balticum

Hongiella manmtohvorans Hongiella marineóla Cytophagasp MBIC01539

ÍQQ_

-L

Algoriphagus yeomjeom Alkaliflexus imshenetsku

E coli

Рис. 5. Филогенетическое дерево последовательностей штаммов Nu и Ski в системе семейства Flexibactenaceae Построено на основе анализа фрагмента гена 16S рРНК с помощью метода объединения ближайших соседей (NJ) Вероятностная поддержка отдельных узлов оценивалась с помошью бутстрэп-анализа, приведены значения выше 80% Шкала соответствует 0,1 нуклеотидных замен на сайт

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В галоалкалофильном микробном сообществе стадия деструкции органического вещества осуществляется как в анаэробных, так и аэробных условиях Высокая численность аэробных и анаэробных бактерий-деструкторов выявлена нами в иловых отложениях содовых озер В момент исследований наибольшее содержание органического вещества и

наибольшая численность бактерий наблюдались в поверхностных и подповерностных слоях донных отложений

Микробные сообщества исследованных щелочных озер с невысокой степенью минерализации оказались более разнообразны по морфологии бактерий, чем высоко минерализованные озера

Среди выделенных нами как в условиях интенсивной аэрации, так и культивированных в стационарном состоянии бактерий-деструкторов большая часть оказалась факультативными анаэробами По-видимому, возможность переключения метаболизма с аэробного на анаэробный дает им преимущество в сообществе при смене экологических условий Бактерии отличаются широкой метаболической активностью в отношении используемых субстратов и в микробном сообществе донных отложений исследуемых озер являются активными участниками деструкции органического вещества

Среди определенных с помощью молекулярно-генетических методов бактерий выявлены представители космополитного р Bacillus и р Halomonas, характерного как для соленых, так и для щелочных мест обитания

Бациллы функционально являются группой, способной в микробном сообществе содовых озер осуществлять гидролиз различных органических соединений (белка, Сахаров, липидов) Галомонады, обладая универсальным метаболизмом, используют низкие концентрации органических соединений Ферментативная активность штаммов Д1, К5, Кб, 17п, определенная в отношении ряда субстратов, ограничена использованием углеводов и аминокислот Таким образом, эти культуры в сообществе занимают функциональное положение диссипотрофов, использующих низкомолекулярные вещества

Впервые из содовых озер выделены алкало- и галотолерантные аэробные представители бактерий группы Cytofaga-Flexibactena-Bacteroides, хотя наличие бактерий этой группы неоднократно подтверждалось при изучении микробных сообществ содовых озер молекулярно-генетическими методами (содовые озера Кении (Rees et al, 2004), нуклеотидные последовательности из Моно Лэйк (Калифорния), гиперсоленые озера на Гавайях, и др , зарегистрированные в GENBANK), а анаэробный представитель - Alkahflexus imshenetsku - был получен в культуре ранее (Zhilina et al, 2004) Выделенные нами чистые культуры бактерий этой группы представляют новые роды и виды семейства Flexibactenceae, с предложенными названиями «Lyalikoviella elongate» gen nov , sp nov и «Sanguinoglea alkalitolerans» gen nov , sp nov

Вь1воды:

1 В исследованных содово-соленых озерах Забайкалья с минерализацией воды от 5,6 до 320 г/л и pH воды 7,7-10 создаются благоприятные условия для развития функционально разнообразного микробного сообщества алкало- и галотолерантных / -фильных организмов

2 Количество аэробных органотрофных бактерий в донных отложениях содово-соленых озер варьирует от 10 тыс до 100 млн кл/мл и анаэробных органотрофных бактерий - от 10 тыс до 10 млн кл/мл, что свидетельствует об активном участии микробного сообщества в процессе деструкции органического вещества

3 Среди выделенных в аэробных условиях в чистые культуры бактерий-деструкторов различных физиологических групп большая часть относится к факультативно-анаэробным, что позволяет им осуществлять деструкцию органического вещества при смене экологических условий в экосистеме

4 Сиквенс генов 16S р-РНК штаммов, отобранных по принципу доминирующих видов и пигментации, показал сходство на уровне 96-100% с уже описанными видами р. Bacillus, Halomonas, Oceanobacilhis

5 Из содово-соленых озер Соленое и Нухэ Hyp выделены два строго аэробных алкало- и галотолерантных штамма, отнесенных нами к новым родам и видам семейства Flexibactericeae, к группе Cytophaga-Flavobacterium-Bacteroides, с предложенными названиями «Lyalikoviella elongate» gen nov, sp nov и «Sanguinoglea alkalilolerans» gen nov , sp nov

6 Выделенные как доминирующие при изоляции и новые штаммы факультивно-анаэробных бактерий-деструкторов отличаются высокой метаболической активностью в отношении используемых субстратов и обладают широким спектром гидролитических ферментов

Список работ, опубликованных по материалам диссертации:

1 Чагдурова Т Н (Митыпова) Функциональное разнообразие бактерий-деструкторов органического вещества в дочных осадках содово-соленых озер Забайкалья / Т Н Чагдурова, Л П Козырева // Биология - наука XXI века 8-я Международная Пущинская школа-конференция молодых ученых - Пущино, 2004 - С 165

Чагдурова Т Н Микробное сообщество содовых и содово-соленых озер Забайкалья / Т Н Чагдурова, JT П Козырева // Материалы 4-й региональной научной конференции «Научный и инновационный потенциал байкальского региона глазами молодежи», Улан-Удэ Изд-во БГУ, 2004 - С 76-78 Чагдурова Т Н Амилолитические бактерии в донных отложениях содово-соленых озер Забайкалья / Т Н Чагдурова, J1 П Козырева // Материалы межрегиональной научно-практической конференции «Биология микроорганизмов и их научно-практическое использование», Иркутск изд-во ИГУ, 2004 - С 180-181

Чагдурова Т Н Структура и функциональная активность микробного сообщества содово-соленого озера Соленое (Южное Забайкалье) // Материалы VIII Международной школы-конференции студентов и молодых ученых 24-27 ноября «Экология Южной Сибири и сопредельных территорий», Абакан изд-во Хакасского государственного университета им Н Ф Катанова, 2004 - Т 1 - С 147-148

Митыпова ТН Аэробные и анаэробные бактерии-деструкторы органического вещества в донных осадках содово-соленых озер Забайкалья / Т Н Митыпова, Л П Козырева, Б Б Намсараев // Вестник Бурятского университета Серия 2 Биология Выпуск 7 - Улан-Удэ Изд-во БГУ, 2005 - С 190-193

Митыпова Т Н Функциональная активность

целлюлозоразпагающих бактерий в донных осадках содово-соленого оз Соленое (Южное Забайкалье) / Т Н Митыпова, Л П Козырева // Биология — наука XXI века 9-я Международная Пущинская школа-конференция молодых ученых - Пущино, 2005 - С 18-19

Митыпова Т Н Гидрохимическая и микробиологическая характеристика оз Соленое (Южное Забайкалье) / Т Н Митыпова, JIП Козырева // Материалы 5-й регионатьной научно-практической конференции 27 апреля «Научный и инновационный потенциал байкальского региона глазами молодежи», Улан-Удэ изд-во БГУ, 2005 - С 52-55 Митыпова ТН Физиолого-биохичическая характеристика аэробных бактерий-деструкторов, выделенных из содовых озер Забайкалья // Актуальные аспекты современной микробиотогии Молодежная школа-конференция 1-3 ноября, Москва М МАКС Пресс, 2005 -С 45-46

Митыпова Т Н Сезонные изменения органических веществ в донных отложениях содово-соленого оз Соленое (Киран) //

Сборник трудов аспирантов и молодых ученых БГУ - Улан-Удэ Изд-во БГУ, 2006 - С 7-9

10 Митыпова Т Н Новые гало- и алкалофильные бактерии, выделенные из содово-соленых озер Забайкалья / Т Н Митыпова, Л П Козырева, 3 Б Намсараев // Тезисы Всероссийской конференции с международным участием «Биоразнообразие экосистем Внутренней Азии» - Улан-Удэ Изд-во БНЦ СО РАН, 2006 - С 63-64

11 Митыпова Т Н Сравнительная характеристика новых родов облигатно аэробных бактерий из содовых озер Бурятии / Т Н Митыпова, Л П Козырева, 3 Б Намсараев // Актуальные аспекты современной микробиологии Молодежная школа-конференция 13 ноября, Москва М МАКС Пресс, 2006 - С 63-64

12 Митыпова ТН Роль алкалофильных/толерантных и галофильных/толерантных бактерий из содовых озер Забайкалья в деструкции органического вещества / ТН Митыпова, ЛП Козырева, 3 Б Намсараев // Экология в современном мире взгляд научной молодежи тезисы Всероссийской конференции молодых ученых - Улан-Удэ Изд-во БНЦ СО РАН, 2007 - С 190

13 Митыпова Т Н Функционирование микробного сообщества оз Соленое / Т Н Митыпова, Л П Козырева, В Б Дамбаев // Экология в современном мире взгляд научной молодежи тезисы Всероссийской конференции молодых ученых - Улан-Удэ Изд-во БНЦ СО РАН, 2007 -С 188-189

14 Митыпова ТН Описание новых облигатно аэробных бактерий, выделенных из содовых озер Бурятии / Митыпова Т Н , Козырева Л П , Намсараев 3 Б , Намсараев Б Б // Сборник трудов научно-практической конференции преподавателей, сотрудников и аспирантов Восточно-Сибирского государственного технологического университета - Улан-Удэ, 2007 - С 55-59

Подписано в печать И 04 07 Формат 60x84 '/,6 Уел печ л 1,27 Тираж 100 Заказ 2049

Издательство Бурятского госуниверситета 670000, г Улан-Удэ, ул Смочина, 24а

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Митыпова, Татьяна Николаевна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Сравнительная характеристика содовых и содово-соленых озер Мира с озерами Забайкалья и Монголии

1.2. Структура алкалофильного и галоалкалофильного микробных сообществ

1.3. Геохимическая роль бактерий в круговороте элементов в водных экосистемах

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Характеристика исследуемых озер

2.2. Методы отбора проб

2.3 Методы полевых и лабораторных исследований

2.4. Методы учета численности бактерий

2.5. Методы выделения накопительных и чистых культур

2.6. Методы исследования экофизиологических и биохимических характеристик

2.7. Методы детекции ферментативной активности

2.8. Оценка геохимической деятельности

2.9. Моделирование микробных сообществ содово-соленых озер в микрокосме

2.10. Определение пигментного состава клеток

2.11. Молекулярно-генетические методы

2.12. Статистические методы

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

3.1. Физико-химические условия среды обитания микроорганизмов

3.1.1. Физико-химическая характеристика исследуемых озер

3.1.2. Физико-химическая характеристика воды и донных отложений оз. Соленое

3.1.3. Содержание Сорг в донных осадках оз. Соленое

3.2. Структура микробного сообщества содово-соленых озер Забайкалья и Монголии

3.2.1. Численность бактерий-деструкторов ОВ в донных осадках исследуемых озер

3.2.2. Вертикальное распределение бактерий в донных осадках оз. Соленое

3.3. Изучение микробного пейзажа в микрокосмах озер и in situ

3.4. Характеристика аэробных и факультативно-анаэробных бактерий-деструкторов ОВ, выделенных из содово-соленых озер Забайкалья и Монголии

3.4.1. Морфологическая характеристика культур

3.4.2. Эколого-физиологическая характеристика культур

3.4.3. Биохимическая характеристика культур

3.4.4. Ферментативная активность культур

3.4.5. Генотипическая характеристика

3.5. Краткая характеристика выделенных культур

3.6. Описание новых родов и видов выделенных микроорганизмов

ГЛАВА 4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

ВЫВОДЫ

Введение Диссертация по биологии, на тему "Разнообразие аэробных и факультативно-анаэробных органотрофных бактерий содово-соленых озер Забайкалья и Монголии"

Содовые и содово-соленые озера широко распространены в аридных зонах. Они представляют собой уникальные экосистемы, в которых экстремально высокие значения рН сочетаются с высокими концентрациями солей вплоть до насыщающих (Sadler et al., 1980; Vreeland et al, 1987).

Исследование разнообразия микробных сообществ представляет значительный интерес для понимания функционирования содовых озер как отдельного типа экосистем.

В настоящее время в содовых озерах мира выявлены и описаны представители основных функциональных групп, принципиально различающихся в отношении использования органического вещества (ОВ) и свободного кислорода:

- продуцентов - цианобактерий и пурпурных бактерий (Дубинин и др., 1995; Герасименко и др, 1996; Брянцева и др. 1999, 2000);

- деструкторов (консументов), включающих аэробных и анаэробных органотрофных бактерий (Tindall, 1988; Jones et al, 1998; Заварзин и др., 1999);

- вторичных анаэробов, замыкающих циклы углерода и серы (Жилина и др., 1998);

- бактерий «аэробного фильтра», окисляющих газы биогенного и абиогенного происхождения (Сорокин и др., 2001; Калюжная и др., 1998).

В содовых озерах Забайкалья и Монголии в течение последних 10 лет исследуются биоразнообразие и функционирование микробных сообществ (Намсараев и др., 1999; Горленко и др., 1999; Банзаракцаева, 2002. Sorokin et al., 2003). В деструкции ОВ предполагается важная роль аэробных процессов, о чем свидетельствуют высокая численность аэробных органотрофов 105-106 кл/мл и значительная скорость аэробной деструкции в донных отложениях озер Забайкалья. Из проб воды, микробных матов и донных осадков выделены новые роды и виды представителей высокоспециализированных групп бактерий: пурпурных, метанотрофных, сероокисляющих, а также анаэробных алкалофилов (Сорокин и др., 2001; Ешинимаев и др., 2001; Жилина и др., 2004). Вместе с этим таксономическое разнообразие бактерий, выполняющих деструкцию органического вещества в аэробных зонах содово-соленых озер Забайкалья, практически не изучено.

Целью работы явилось определение разнообразия доминирующих аэробных и факультативно-анаэробных органотрофных алкало- и галофильных бактерий в донных осадках содовых и содово-соленых озер Забайкалья и Монголии.

Задачи исследования:

1. Изучить физико-химические условия обитания бактерий в исследуемых озерах;

2. Определить численность аэробных и анаэробных бактерий-деструкторов органического вещества;

3. Выделить доминирующих при культивировании представителей бактерий, осуществляющих разложение органического вещества в аэробных условиях, исследовать экофизиологические и физиолого-биохимические свойства;

4. Определить таксономическое положение выделенных бактерий;

5. Установить роль выделенных доминирующих и новых бактерий в функционировании микробного сообщества.

Научная новизна и практическая значимость.

Впервые изучено таксономическое разнообразие аэробных и факультативно-анаэробных бактерий содовых озер Забайкалья. Показано, что выделенные штаммы являются гало- и алкалофильными/толерантными организмами, способными осуществлять деструкцию органического вещества при смене экологических условий в экосистеме: распреснении или концентрировании солей, изменении рН, смене окислительно-восстановительной обстановки.

Специфичность исследованных водных экосистем по микробиоте подтверждается наличием новых форм выделенных микроорганизмов. Впервые из содовых озер выделены в культуру и описаны облигатно аэробные алкалотолерантные и галотолерантные представители семейства Flexibacteriaceae, определенные как новые роды и виды с предложенными названиями "Lyalikoviella elongate" gen. nov., sp. nov. и "Sanguinoglea alkalitolerans" gen. nov., sp. nov.

Полученные результаты расширяют представления о разнообразии и экологическом значении бактерий в экстремальных природных экосистемах. Выделенные штаммы представляют интерес для биотехнологии, как продуценты ферментов, устойчивых к высоким значениям рН и минерализации.

Апробация работы. Материалы диссертации были апробированы в виде докладов на Межрегиональной научно-практической конференции «Биоразнообразие микроорганизмов Восточно-Сибирского региона и их научно-практическое использование» (Иркутск, 2004), научно-практической конференции «Научный и инновационный потенциал Байкальского региона глазами молодежи» (Улан-Удэ, 2004, 2005 гг.), Всероссийской конференции с международным участием «Биоразнообразие экосистем Внутренней Азии» (Улан-Удэ, 2006).

Заключение Диссертация по теме "Экология", Митыпова, Татьяна Николаевна

Выводы:

1. В исследованных содово-соленых озерах Забайкалья с минерализацией воды от 5,6 до 320 г/л и рН воды 7,7-10 создаются благоприятные условия для развития функционально разнообразного микробного сообщества алкало- и галотолерантных / -фильных организмов.

2. Количество аэробных органотрофных бактерий в донных отложениях содово-соленых озер достигает от 10 тыс. до 100 млн. кл/мл и анаэробных органотрофных бактерий от 10 тыс. до 10 млн. кл/мл, что свидетельствует об активном участии микробного сообщества в процессе деструкции органического вещества.

3. Среди выделенных в аэробных условиях в чистые культуры бактерий-деструкторов различных физиологических групп большая часть относится к факультативно-анаэробным, что позволяет им в природе осуществлять деструкцию ОВ при смене экологических условий в экосистеме.

4. Сиквенс генов 16S р-РНК серии штаммов, отобранных по принципу доминирующих видов и пигментации, показал сходство на уровне 98100% с уже описанными видами Bacillus, Halomonas, Oceanbacillus.

5. Из содово-соленых озер Соленое и Нухэ Hyp выделены два строго аэробных алкало- и галотолерантных штамма, отнесенных нами к новым родам и видам семейства Flexibactericeae, к группе Cytophaga-Flavobacterium-Bacteroides, и описанных как «Lyalikoviella elongate» gen. nov., sp. nov. и «Sanguinoglea alkalitolerans» gen. nov., sp. nov.

6. Выделенные как доминирующие при изоляции и новые штаммы факультивно-анаэробных бактерий-деструкторов отличаются высокой метаболической активностью в отношении используемых субстратов и обладают широким спектром гидролитических ферментов.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Митыпова, Татьяна Николаевна, Улан-Удэ

1. Абидуева Е.Ю., Брянская А.В., Банзаракцаева Т.Г. Микробное разнообразие некоторых озер степной зоны Бурятии // Вестник БГУ, сер 2: Биология. Вып.З Улан Удэ, 2000.- 99-103

2. Алекин О.А., Семенов А.Д., Скопинцев Б.А. Руководство по химическому анализу вод суши. Я: Гидрометеоиздат,1973. -269 с.

3. Алимов А.Ф. Динамика биомассы, продуктивность экосистем континентальных водоемов // Журнал общей биологии. Т.58, №3, 1997.-С. 27-42

4. Банзаракцаева Т.Г., Бархутова Д.Д. Экофизиология гидролитических бактерий содовых озер Верхнее Белое и Нижнее Белое // Вестник БГУ. Сер. 2: Биология. Вып 4. Улан-Удэ: 2002 - С. 117-120

5. Банзаракцаева Т.Г., Намсараев Б.Б. Пресные и содовые озера Баргузинской долины // Биологические ресурсы Северного Прибайкалья: Современное состояние и мониторинг. Тр. гос. заповедника «Джергинский», вып. 3.- Улан-Удэ, 1999 С. 4-10

6. Березина Ф.С. Капиллярный метод Перфильева и Габе в применении к грунтам водоемов // Структура и функционирование сообществ водных микроорганизмов / Отв. ред. М.И. Новожилова, В.В. Дрюккер-Новосибирск: Наука, 1986-С. 75-80

7. Биохимия и физиология микроорганизмов Сб. статей./ Отв. ред. М.В. Иванов-Пущино, 1975

8. Болтянская Ю.В. Физиолого-биохимические особенности представителей галоалкалофильных бактерий из содовых озер: Автореферат. .канд. биол. наук. -М.: МГУ -2006. -24с.

9. Ю.Борисенко И.М., Замана JLB. Минеральные воды Бур. АССР Улан-Удэ: Бурят, кн. изд-во, 1978.-С. 154-16111 .Бриттон Г. Биохимия природных пигментов / под ред. М.Н. Запрометова. М.: Мир, 1986. - 422 с.

10. Брокерхоф X, Дженсен Р. Липолитические ферменты / пер. с англ. Т.П. Левчук и др., под ред. А.Е. Браунштейна и Е.В. Горяченковой. М.: Мир, 1978.-396 с.

11. Брянская А.В. Влияние экологических условий на видовое разнообразие и функциональную активность цианобактерий водоемов Южного Забайкалья: Автореферат. .канд. биол. наук. Улан-Удэ: БГУ.-2002.-22с.

12. Брянцева И.А. Аноксигенные фототрофные бактерии содовых озер Юго-Восточного Забайкалья: Автореферат. .канд. биол. наук. М.: МГУ.-2000.-24с.

13. Вавилин В.А. Моделирование деструкции органического вещества сообществом микроорганизмов. -М.: Наука, 1993.-202 с.

14. Валяшко А.Г. Классификационные признаки соляных озер.// Труды ВНИИГ. Вып. XXIII. 1952. с.45

15. Власов Н.А. Характеристика минеральных озер Баргузинской котловины. 1970

16. Власов Н.А., Филиппова Г.Р. Гидрохимический и физико-химический режим соляных озер Юго-Восточного Забайкалья.// Краткие сообщения о научно-исследовательских работах за 1961 год. Иркутск. 1973. С.69

17. Власов Н.А., Чернышев Л.А., Павлова Л.И. Особенности формирования и режима минеральных озер Восточной Сибири.//

18. Известия физико-химического научно-исследовательского института при Иркутском госуниверситете. Т.1. вып.2. Иркутск.1963. С.149

19. Водные сообщества и биология гидробионтов / отв. ред. В.Н. Яковлев. -Л.: Наука, 1985.-243 с.

20. Герасименко JI.M., Дубинин А.В., Заварзин Г.А., Алкалофильные цианобактерии содовых озер Тувы и их экофизиология // Микробиология. 1996. Т.65. С.696-700.

21. Герхард Ф.М. Методы общей Бактериологии. Т.2., Т.З М.: Мир, 1984. -С.396

22. Глазовская М.А., Добровольская Н.Г. Геохимические функции микроорганизмов-М.: Изд-во МГУ, 1984 153 с.

23. Горленко В.М., Дубинина Г.А., Кузнецов С.И. Экология водных микроорганизмов. М.: Наука, 1977, 288 с.

24. Горленко В.М., Намсараев Б.Б., Кулырова А.В., Заварзин Д.Г., Жилина Т.Н. Активность сульфатредуцирующих бактерий в донных осадках содовых озер Юго-Восточного Забайкалья // Микробиология. Т.68, №5. 1999. С.664-670

25. Гусев М.В. Микробиология: учебник для студентов биологических специальностей вузов. / М.В. Гусев, JI.A. Микеева. 6-е изд., стер. -М.: Издательский центр «Академия», 2006. -464с.

26. Дзенс-Литовский А.И. Проблема малых соляных озер Сибири и перспективы их использования.// Материалы совещания по развитию основ химической промышленности Сибири. СО АН СССР. Новосибирск, 1967.-С.75

27. Дзюба А.А. Минеральные озера // География и природные ресурсы, №2, 2002.-С. 61-67

28. Динамика малых микробных экосистем и их звеньев Сб. статей. / Отв. ред. Н.С. Печуркин-Новосибирск, Сиб. отд-е, 1981.- 159 с.

29. Доронина Н.В., Дармаева Ц.Д., Троценко Ю.А. Новые аэробные метилотрофные изоляты из содовых озер Южного Забайкалья // Микробиология. 2001.- Т.70. - С. 398-404

30. Дубинин А.В., Герасименко JI.M., Заварзин Г.А. Экофизиология и видовое разнообразие цианобактерий озер Магади // Микробиология. -1995. Т.64- С.845-849

31. Егорова Н.С. Практикум по микробиологии. М., 1976 - 307 с.

32. Ешинимаев Б.Ц. Новые умеренно галоалкалофильные и термофильные метанотрофы: Автореферат. .канд. биол. наук. -Пущино, 2006. 25с.

33. Жилина Т.Н., Кевбрин В.В., Лысенко A.M., Заврзин Г.А., Сахаролитические анаэробы в галофильном цианобактериальном мате // Микробиология. 1991. Т.60. С. 139-147

34. Жилина Т.Н., Кевбрин В.В., Турова Т.П., Лысенко A.M., Кострикина Н.А., Заварзин Г.А. Clostridium alkalicellum sp. nov. аблигатно алкалофильный целлюлозолитик из содового озера Прибайкалья // Микробиология. - 2005. Т.74. С. 642-653

35. Заварзин Г.А. Микрофлора рассеяния в цикле углерода // Журнал общей биологии. 1970.-Т. 31.-С. 386-394

36. Заварзин Г.А. Эпиконтинентальные содовые водоемы как предполагаемые реликтовые биотопы формирования наземной биоты // Микробиология. -1993. Т.62. С.789-800.

37. Заварзин Г.А., Жилина Т.Н. Содовые озера природная модель древней биосферы континента // Природа. №2. 2000.

38. Заварзин Г.А., Жилина Т.Н., Кевбрин В.В. Алкалофильное микробное сообщество и его функциональное разнообразие // Микробиология. -1999. Т.68. - №5. - С. 579 -599

39. Заварзин Г.А., Жилина Т.Н., Пикута Е.В. Вторичные анаэробы в галоалкалофильных сообществах озер Тувы // Микробиология. -1996. -Т.65.-№4.-С. 546-553

40. Иванов А.В. Торейские озера // Гидрохимия рек и озер в условиях резко континентального климата. Владивосток: Изд-во ДВНЦ АН СССР, 1997. С.69-102.

41. Иметхенов А.Б. Памятники природы Бурятии Улан-Удэ: Бурят, кн. изд-во, 1990.- 160 с.

42. Исаченко Б.Л. Хлористые, сульфатные и содовые озера Кулундинской степи и биогенные процессы в них // Кулундинская экспедиция Академии наук СССР 1931-1933 гг. 1934.-4.1. - вып. 8

43. Исаченко Б.Л. Хлористые, сульфатные и содовые озера Кулундинской степи и биогенные процессы в них // Б.Л. Исаченко. Избранные труды. М.-Л.: Изд-во АН СССР. - 1951.- С. 143-162

44. Калашникова О.М. // Дисс. На соискание ученой степени к.б.н., Улан-Удэ. 2006.

45. Калюжная М.Г., Хмеленина В.Н., Сузина Н.Е., Лысенко A.M., Троценко Ю.А. Новые метилотрофные изоляты из щелочных озер южного Забайкалья // Микробиология. -1999. Т.68. С. 677-685.

46. Кашнер Д., Баросс Д., Морита Р. Жизнь микробов в экстремальных условиях / под ред. Л.В. Калакуцкого М.: Мир, 1981.- 519 с.

47. Кевбрин В.В., Жилина Т.Р., Заварзин Г.А. Ростовые характеристики алкалофильных спирохет Spirochaeta alkalica, Spirochaeta africana, Spirochaeta asiatica II Микробиология 1997- T.68. - С. 686-695

48. Ковальский В.В. Геохимическая экология. М: Наука, 1974

49. Компанцева Е.И., Сорокин Д.Ю., Горленко В.М., Намсараев Б.Б. Фототрофное сообщество соленого щелочного озера Хилганта (Юго-Восточное Забайкалье) // Микробиология. Т. 74-№3- С.410-419

50. Кочетков В.К. Строение рельефа дна и особенности формирования донных отложений озер бассейна р. Баргузин // Озера Баргузинской долины-Новосибирск, 1986-С. 47-53

51. Кренделев Ф.П. Периодичность наполнения и высыхания Торейских озер Юго-Восточного Забайкалья // Доклады АН СССР. 1986. -Т.287, №2.- С. 396-400

52. Кузнецов С.И. Микробиологические процессы круговорота углерода и азота в озерах. 1985. 213 с.

53. Кузнецов С.И. Микрофлора озер и ее геохимическая деятельность. -Л.: Наука, 1970.-440с.

54. Кулырова А.Н. Влияние условий среды обитания на распространение и активность микрорганизмов содовых озер Южного Забайкалья: Дисс.канд. биол. наук. Улан-Удэ: БГУ- 1999

55. Кучеренко Н.Е., Васильев А.Н. Липиды. Учебное пособие для биол.спец. ун-тов. Киев: Вища шк., 1985.-247 с.

56. Летунова С.В., Ковальский В.В. Геохимическая экология микроорганизмов-М.: Наука, 1978 147 с.

57. Малышев С.К. Содовые озера Забайкалья.// Минеральное сырье. N11. 1927.-С.31

58. Микробиологическая деструкция органических остатков в биогеоценозе: Всесоюз. совещ.: Тез. докладов- М.: Пущино. Науч. центр биол. Исследований, 1987.-99 с.

59. Микробиологические и химические процессы деструкции органического вещества в водоемах Сб. статей. / Отв. ред. В.И. Романенко, Б.А. Скопинцев- JL: Наука, Ленингр. Отделение, 1979264 с.

60. Микробиологические исследования в Западной Сибири Сб. статей АН СССР, Сибирское отд-е.- Новосибирск: Наука, 1981.- 132 с.

61. Микроорганизмы в экосистемах озер и водохранилищ Сб. статей./ Отв. ред. В.В. Дрюккер-Новосибирск: Наука, Сибирское отд-е, 1985115 с.

62. Моисеенко Т.И., Гашкина Н.А. Факторы формирования химического состава вод малых озер // Доклады академии наук, 2005, т. 401. №6. С.802-807

63. Намсараев Б.Б. Геохимическая деятельность микроорганизмов в водных экосистемах Байкальского региона // Устойчивое развитие: проблемы охраняемых территорий и традиционное природопользование в Байкальском регионе Улан-Удэ, 1999 - С. 132135

64. Напрасникова В.Т. Физико-географическая характеристика озер Забайкалья // Записки Забайкальского филиала географического общества. Чита: СССР, 1972. - С.

65. Озера Бурят. АССР / в ки: Минеральные воды Южной части Восточной Сибири. С. 229-337

66. Пикута Е.В. Алкалофильные сульфатредуцирующие бактерии: Автореферат. .канд. биол. Наук. -М.:МГУ 1997.-24с.

67. Романенко В.И., Кузнецов С.И. Экология микроорганизмов пресных водоемов. Лаб. Руководство. Л.: Наука, 1974. - 194 с.

68. Содовые озера Забайкалья. Экология и продуктивность / Отв. ред. А.Ф. Алимов-Новосибирск: Наука, Сиб. отд-е, 1991.-214 с.

69. Сорокин Д.Ю. Окисление неорганических серных соединений облигатно хемогетеротрофными бактериями // Микробиология. -1996. Т.65. С. 370-383.

70. Структура и функционирование сообществ водных микроорганизмов Сб. статей. / Отв.ред. М.И. Новожилова, В.В. Дрюккер- Новосибирск: Наука, Сиб. отд-е, 1986.-247 с.

71. Уфимцев Г.Ф., Щетников А.А., Агафонов Б.П. Озера вокруг Байкала // Известия рус. геогр. об-ва. Т. 130, вып. 4, 1998 - С. 36-46

72. Франк-Каменецкий А.Г. Гуджирные озера Восточно-Сибирского края. // За индустриализацию Советского Востока. 1932. № 2. С.-245

73. Шадрин Н.В., Терешина Е.В. О некоторых факторах, влияющих на структуру сообществ водных микроорганизмов // Структура и функционирование сообществ водных микроорганизмов / Отв. ред. М.И. Новожилова, В.В. Дрюккер Новосибирск: Наука, 1986 - С. 7074

74. Шлегель Г. Общая микробиология. -М.: Мир, 1987. 556с.

75. Bergey's manual of systematic bacteriology / D.R. Boone, R.W. Castenholz (eds) v.l; G.M. Garrity, editor-in-chief. 2nd ed. 2001. Springer-Verlag. New York, Berlin, Heidelberg.

76. Bergey's manual of systematic bacteriology. V. 3 // Ed. James T. Staley. Baltimore etc.: Williams&Wilkins. 1989.

77. Boone, D.R., Mathrani, I.M., Mah, R.A. Alkaliphilic methanogens from high-pH soda lake sediments// System. Appl. Microbiol. 1986. - V. 7. -P.230-234

78. Bowman, J.P., Nichols, C.M., Gibson, J.A.E. Algoriphagus ratkowskyi gen. nov., sp. nov., Brumimicrobium glaciale gen. nov., sp. nov., Cryomorpha ignava gen. nov., sp. nov., novel flavobacteria isolated from various polar habitats.

79. Brasen, C., Schonheit, P. Mechanism of acetate activation in halophic archaea//Archives of Microbiology. 2001.-V. 175.-P. 360-368

80. Bryantseva, I.A., Gorlenko, V.M., Kompantseva, E.I., Tourova, T.P., Kuznetsov, B.B., Osipov, G.A. Alkaliphilic heliobacterium Heliorestis baculata sp. nov., and emended description of the genus Heliorestis II Arch. Microbiol 2000

81. Demergasso, C., Casamayor, EO., Chong, G., Galleguluillos, P., Escudero, L., Pedros-Alio, C. Distribution of prokaryotic genetic diversity in athalassohaline lakes of the Atacama Desert, Northern Chile. // FEMS Mcrobiol Ecol. 2004. - V.48. - P.57-69

82. Denariaz, G., Payne, W.J., J. Le Gall. A Halophilic denitrifier, Bacillus halodenitrificans sp. nov. // Int. J. Syst. Bacteriol. 1989. - V.39. - P. 145151

83. Dong, H., Zhang, G., Jiang, H., Yu, В., Chapman, L.R., Lucas, C.R., Fields, M.W. Microbial diversity in sediments of Qinghai Lake, China: linking geochemical controls to microbial ecology. Microbial Ecology. 2006. -V.51. -P.65-82

84. Duckworth, A.W., Grant, S., Grant, W.D., Jones, B.E., Meijer, D. Deitzia natranolimnaios sp. nov., a new member of the genus Dietzia isolated from an east African soda lake// Extremophilies. 1998. - V.2. - P.359-366

85. Duckworth, A.W., Grant, W.D., Jones, B.E., Van Steenbergen, R.P. Phylogenetic diversity of soda lake alkaliphiles// FEMS Microbiol. Ecol. -1996. V.19. -P.181-191

86. Duckworth, A.W., Grant, W.D., Jones, B.E., Meijer, D., Marquez, M.C., Ventosa, A. Halomonas magadii sp. nov., a new member of the genus117

87. Halomonas, isolated from a soda lake of the East African Rift Valley // Extremophiles. 2000. - V.4. - P.53-60

88. Eugster, H.P., Chemistry and origin of the brines of lake Magadi, Kenya // Mineral. Soc. Am/ Special publication. -1970. 3. - P.215-235

89. Franzmann, P.D., Wehmeyer, U., Stakebrandt, E. Halomonadaceae fam. nov., a new family of the class Proteobacteria to accommondate the genera Halomonadaceae and Deleya II System. Appl. Microbiol. 1998. -V.l 1. -P.16-19

90. Fujita, Т., Okamoto, M., Kosaro, Y., Okuhara, M. Flexibacter japonensis sp. nov., a new species that produces a novel inhibitor of human leukocyte elastase isolated from soil. Curr Microbiol. 1996 - V. 33 - P. 89-93

91. Garnova, E.S., Zhilina, T.N., Tourova, T.P., Lysenko, A.M. Anoxynatronum sibiricum gen. nov., sp. nov. alkaliphilic anaerobe from cellulolytic community of Nizhnee Beloe (Transbaikal region) // Extremophiles.-2003.-V. 7.-P. 213-220

92. Grant, W.D. Alkaliphiles // Microbiology of extreme environments and its potential for biotechnology / eds. M.S. Da Costa et al. FEMS Symposium. №49, 1989.

93. Grant, W.D., Jones, B.E. Alkaline environments // Encyclopedia of Microbiology. 2000. - V. 1. - P. 126-133

94. Grant, W.D., Mwatha, W.E. Bacteria from alkaline, saline environments, p. 64-67. InT.Hattori, Y.Ishida, Y. Maruyama, R.Y. Morita, and A. Uchida (ed.), Recent advances in microbial ecology. Japan Scientific Societies Press, Tokyo, Japan. 1989.

95. Grant, W.D., Ross, H.N.M. The ecology and taxonomy of halobacteria // FEMS Microbiol. Rev. 1986. - V.39. - P.9-15

96. Grant, W.D., Tindall, B.J. Alkaline saline environments // Microbes in extreme environments / Eds. Herbert R.A. and Codd G.A., Academic Press, London.- 1986.-P. 22-54

97. Grant, W.D., Mwatha, W.E., Jones, B.E. Alkaliphiles: ecology, diversity and applications // FEMS Microbiol. Rev 1990. - V.75. - P.255-270

98. Hana, Y., Jongsik, C. Hongiella mannitolivorans gen nov., sp. nov., Hongiella halophila sp. nov. and Hongiella ornithinivorans sp. nov., isolated from tidal flat sediment. Int J Syst Evol Microbiol 2004 - 54 - P. 157-162

99. Hashim, S.O., Delgado, O., Hatti-Kaul, R., Mulaa, F.J., Mattiasson, B. Starch hydrolysing Bacillus halodurans isolates from a Kenyan soda lake// Biotechnol. Lett. 2004. - V.26. - P.823-828

100. Hirasawa, K., Uchimura, K., Kashiwa, M., Grant, W.D., Ito, S., Kobayashi, T. and Horikoshi, K. Salt-activated endoglucanase of a strain of alkaliphilic Bacillus agaradhaerens Antonie Van Leeuwenhoek. 2006. -V.89.-P. 211-219

101. Hirsch, P. Distribution and pure culture studies of morphologically distinct Solar Lake microorganisms, p.41-60. In A. Nissenbaum (ed.),

102. Hypersaline brines and evaporitic environments. Elsevier/North-Holland Biomedical Press, Amsterdam, The Netherlands.

103. Horikoshi, K. Alkaliphiles: some applications of their products for biotechnology // Microbiol. Mol. Biol. Rev. 1999. - V.63. - P.735-750

104. Imhoff, J.F., Hashava, F., Tripper, H.G., Isolation of extremely halotrophic phototrophic bacteria from the alkaline Wadi Natrun, Egypt.// Arch. Hydrobiol. 1978. - V. 84. -P.381-387

105. Jakobsen, T.F., Kjeldsen, KU., Ingvorsen K., Desulfohalobium utahense sp. nov., a modaretely halophilic, sulfate-reducing bacterium isolated from Great Salt Lake// Int J Syst Evol Microbiol. 2006. - V. 56. -P. 2063-2069

106. Javor, B. Hypersaline environments: microbiology and biogeochemistry. Springer-Verlag. Berlin, Heiderberg, New York, London, Paris, Tokyo. -1989. 382pp.

107. Jenkins, P. Ecologcal results of an expedition to Kenya in 1929. VII. Summary of the ecological results with spicial reference to the alkaline lakes //Ann.&Mag. Nat. ist. S. 10. 1932. V. 13. P. 133-180

108. Jones, B.E., Grant, W.D. Microbial diversity and ecology of alkaline environments // In Journey to diverse microbial worlds / Ed. J. Seckbach. Kluwer Academic Publishers, Netherlands. 2000. - P. 179-190

109. Jones, B.E., Grant, W.D., Duckworth, A.W., Owenson, G.G. Microbiol diversity of soda lakes. Extremophiles 1998/- V. 2 - P. 191 -200

110. Kamekura, M. Production and function of enzymes of eubacterial halophiles // FEMS Microbiol. Rev. 1986. - V.39. - P. 145-150

111. Kaye, J. Z., Marguez, M.K., Ventosa, A.J., Baross, A. Halomonas neptunia// Int. J. Syst.Evol.Micro.- 2004. V. 54,.- P. 499-511

112. Kevbrin, V.V., Zhilina, T.N., Rainey, F.A., Zavarzin, G.A. Tindallia magadi gen. nov., sp. nov.: an alkaliphilic anaerobic ammonifier from soda lake deposits // Curr. Microbial. -1998. -V.37. P. 94-100

113. Krulvich, T.A., Guffanti, A.A. Alkalophilic bacteria // Annu. Rev. Microbiol. -1989. -V.43. P.43 5-463

114. Krulwich, T.A., Guffanti, A.A. Seto-Young, D. pH homeo-stasis and bioenergetics work in alkaphilic Bacilli.// CRC Crit Microbiol. 1998. - V. 16.-P. 15-36

115. Krulwich, T.A., Ito M., Gilmour, R., Hicks, D.B., Guffanti, A.A. Energetics of alkaliphilic Bacillus species: physiology and molecules // Adv. Microb. Physiol. 1998. - V.40. - P.401-438

116. Kushner, D.J. Halophilic bacteria: life in and out of salt, p.60-64. In T. Hattori, Y. Ishida, Y. Maruyama, R.Y. Morita, and A. Uchida (ed.), Recent advances in microbial ecology. Japan Scientific Societies Press, Tokyo, Japan. 1989.

117. Lopez-Garcia, P., Kazmierczak, J., Benzerara, K., Kempe, S., Guyot, F., Moreira, D. Bacterial diversity and carbonate precipitation in the giant microbialites from the highly alkaline Lake Van, Turkey// Extremophiles. -2005. V.9. - P.263-274

118. Lowe, S.E., Jain, M.K., Zeikus. J.G. Biology, Ecology, and, biotechnological applications of anaerobic bacteria adjusted to environmental stresses in temperature, pH, salinity, or substrates. // Microbiol. Rev. 1993. - V.57. - P.451-509

119. Lu, J., Nogi, Y., Takami, H. Oceanobacillus iheyensis gen. nov., sp. nov., a deep-sea extremely halotolerant and alkaliphilic species isolatedfrom a depth of 1050m on the Iheya Ridge// FEMS Microbiol. Lett. 2001. - V.205.-P.291-297

120. Liu, Y., Boone, D.R., Choy, C. Methanohalophilus oregonese sp. nov., a methilotrophic methanogen from an alkaline, saline aquifer // Int. J. Syst. Bacterid. 1990.- V.40 - P.l 11-116

121. Ma, Y., Zhang, W., Xue, Y., Zhou, P., Ventosa, A., Grant, W.D. Bacterial diversity of the Inner Mongolian Baer Soda Lakes as revealated by 16S rRNAgene sequence analyses //Extremophiles-2004- V.8.-P. 45-51

122. Madigan, M.T. Anoxygenicphototrophic bacteria from extreme enviroments//Photosynth. Res.-2003-V. 76-P. 157-171

123. Martinez-Canovas, M.J., Quesada, E., Llamas, I., Bejar, V. Halomonas ventosae sp. nov., a moderately halophilic, denitrifying, exopolysaccharide-producing bacterium// Int. J. Syst. Evol. Microbiol. -2004. V.54. - P.733-737

124. Martins, R.F., Davids, W., Levander, W.A.F., Radstrom, P., Hatti-Kaul, R. Starch-hydrolyzing bacteria from Ethiopian soda lakes. Extremophiles- 2001.- V.5.-P. 135-144

125. Mathrani, I.M., Boone, D.R., Mah, R.A., Fox, G.F., Lau, P.P. Methanohalophilus zhilinae sp. nov., a alkaliphilic, halophilic methilotrophic methanogen // Int. J. Syst. Bacteriol. 1988 - V.38 - P. 139142

126. Melack, J.M., Kilham, P. Photosynthetic rates of phytoplankton in East African alkaline, saline lakes // Limnol. Oceanogr. 1974 - V. 19-P.743-755

127. Nogi, Y., Takami, H., Horikoshi, K. Characterization of alkaliphilic Bacillus strains used in industry: proposal of five novel species.// Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 2005. - V. 55. - P.2309-2315

128. Olliver, В., Caumentte P., Garcia J.-L., Mah R.A. Anaerobic bacteria from hypersaline environments. // Microbiol. Rev. 1994. - V.58. - P.27-38

129. Oremland, R.S., Marsh, L., Desmarais, D.I. Methanogenesis in Big Soda Lake, Nevada; an alkaline, moderately hypersaline desert lake. // Appl. Environ. Microbiol. 1982. - V. 43. - P.462-468

130. Oren, A. Diversity of halophilic microorganisms: environments, phylogeny, physiology, and applications // Journal of industrial Microbiology & Biotechnology. 2002. - V.28. - P.56-63

131. Oren, A., Gurevich P., Azachi M., Henis Y. Microbial degradation of pollutants at salt concentrations. Biodegradation. 1992. - V.3. - P.387-398

132. Oren, A., Gurevich P., Azachi M., Henis Y. Microbial degradation of pollutants at salt concentrations, p 263-274. In E. Rosenberg (ed.), Microorganism to combat pollution. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, The Netherlands. 1993.

133. Oren, A.A. Produce for the selective enrichment of Halobacteriodes halobius and related bacteria from anaerobic hypersaline sediments. // FEMS Microbiol. Lett. 1987. - V. 42. - P.201-204

134. Oren, A.A. The bioenergetic basis for the decrease in metabolic diversity at increasing salt concentrations for the functioning of salt lake ecosystems// Hydrobiologia. 2001. -V.466. - P.61-72

135. Oren, A.A. Weisburg, W.G., Kessel, M., Woese, C.R. Halobacteriodes halobius gen. nov., sp. nov., a moderately halophilic anaerobic bacterium from the bottom sediment of the Dead Sea. // System. Appl. Microbiol. 1984. - V. 5. - P.58-70

136. Peters P., Galinski E.A., Truper H.G. The biosynthesis of ectoine // FEMS Microbiol. Lett. -1990. -V.71. -P. 157-162

137. Post, F.J. Micribiology the Great Salt Lake // Hydrobiologia.- 1981 .P. 59-69

138. Raj, H.D., Maloy, S.R. Proposal of Cyclobacterium marinus gen., comb, nov., for a marine bacterium previously assigned to the genus Flectobaccilus. IntJSyst Bacteriol.- 1990.-V. 40.- P. 337-347

139. Rees, H.C., Grant, W.D., Jones, B.E., Heaphy, S. Diversity of Kenyan soda lake alkaliphiles assessed by molecular methods // Extremophile.2004. V.8. - P.63-71

140. Romano, I., Giordano, A., Lama, L., Nicolaus, В., Gambacorta, A. Characterization of a haloalkalophilic strictly aerobic bacterium, isolated from Pantelleria island. // Syst. Appl. Microbiol. 1996. - V.19. - P326-333

141. Romano, I., Giordano, A., Lama, L., Nicolaus, В., Gambacorta, A. Halomonas campaniensis sp. nov., a haloalkaliphilic bacterium isolated from a mineral pool of Campania Region, Italy// Syst. Appl. Microbiol.2005. V.28. -P.610-618

142. Romano, I., Lama, L., Nicolaus, В., Gambacorta, A. & Giordano, A. Bacillus saliphilus sp. nov., isolated from a mineral pool in Campania, Italy. Int JSyst Evol Microbiol. -2005.- V. 55.-P. 159-163

143. Sadler, M., McAninch, M., Alico, R., Hochstein, L.I. The intracellular Na+ and K+ composition of the moderately halophilic bacterium, Paracoccus halodenitrificans // Can. J. Microbiol. -1980. -V.26. -P.496-502

144. Schmidt, M., Prieme, A., Stougaard, P. Rhodonellum psychrophilum gen. nov., sp. nov., a novel psychrophilic and alkaliphilic bacterium of the phylum Bacteroidetes isolated from Greenland// Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 2006. - V.56. - P.2887-2892

145. Shortman A.J. Evaporites of the Wadi Natrun: seasonal and annual variation and its implication for ancient exploitation// Archaeometry 2004. - V.46. -P.497-516

146. Sorokin, D.Yu., Kuenen, J.G. Chemolithotrophic haloalkaliphiles from soda lakes. Microbiology Ecology. 2005- V. 52. - P. 287-295

147. Sorokin, D.Yu., Tourova, T.P., Sjollema, K.A., Kuenen, J.G., Thialkalivibrio nitratireducens sp. nov., a nitratereducing member of an autotrophic denitrifying consortium from soda lake// Int J Syst Evol Microbiol. 2003. - V. 53. - P. 1779-1783125

148. Stackbrandt, E., Brambilla, E. Life in cold lakes. In: Horneck G., Baumstark-Khan, С (Eds.) Astrobiology: The Quest for the Conditions of Life. Springer, Koln, Germany, 2002. - P. 161-168

149. Taher, A.G. Inland saline lakes of Wadi El Natrun depression, Egypt // Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 1999.-V.8.-P. 149-169

150. Tiago, I., Chung, A.P., Verissimo, A. Bacterial diversity in a nonsaline alkaline environment: heterotrophic aerobic populations.// Appl. Envivon. Micribiol. 2004. - V. 70. - P.7378-7387

151. Tindall, B. Prokaryotic life in alkaline, saline, athalassic environment // Halophilic bacteria / ed. F. Rodriguez-Vatera. CRC Press. -1988. -P.31-67

152. Tindall, BJ. Prokaryotic diversity in the Antarctic: the tip of the iceberg. // Microbiol. Ecol. 2004. - V.47. - P.271-283

153. Triiper, H., Schleget, H.G. Sulphur methabolism in Thiorhodaceae. Qualitative measurements on going cells of Chromatium okenii. Antonie van Leeuwenhoek. // // J. Microbiol. And Serol 1964. - V. 30. - P.225-238

154. Ventosa, A. Taxonomy and phylogeny of moderately halophilic bacteria, p. 231-242. In F.G. Priest (ed.), Bacterial diversity and systematics. Plenum Press, New York, N.Y. 1994.

155. Ventosa, A. Taxonomy of moderately halophilic heterotrophic eubacteria, p. 71-84. In F. Rodriguez-Valera (ed.), Halophilic bacteria, vol. I. CRC Press, Inc., Boca Raton, Fla. 1988.

156. Vreeland, R.H. Mechanisms of halotolerance in microorganisms // Crit. Rev. Microbiol. -1993. V.l4. -P.3181-3188

157. Vreeland, R.H., Litchfield C.D., Martin E.L., Elliot E. Halomonas elongate, a new genus and species of extremely salt-tolerant bacteria. // Int. J. Syst. Bacteriol. 1980. - V.30. - P.485-495

158. Wen, Z., Mian-Ping, Z., Xian-Zhong, X., Xi-Fang, L., Gan-Lin, G., Zhi-Hui, H. Biological and ecological features of saline lakes in northern Tibet, China //Hydrobiologia.- 2005.- V. 541,- P. 189-203

159. Williams, W.D. Inland salt lake: an introduction // Hydrobiologia-1981- P. 1-14

160. Yoon, J.H., Kang, S.J., Jung, S.Y., Lee, C.H., Oh, Т.К. Algoriphagus yeomjeoni sp. nov., isolated from a marine solar saltern in the Yellow Sea, Korea// Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 2005. - V.55. - P.865-870

161. Yoon, J.H., Yeo, S.H., Oh, Т.К. Hongiella marincola sp. nov., isolated from sea water of the East Sea in Korea// Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 2004. - V.54. - P. 1845-1848

162. Zavarzin, G.A., Zhilina T.N. Anaerobic chemotrophic alkaliphiles // In: Journey to diverse microbial worlds / Ed. J. Seckbach. Kluwer Academic Publishers, Netherlands. -2000. P. 191-208

163. Zavarzin, G.A., Zhilina, Т.Н., Pusheva, M.A. Halophilic acetogenic bacteria Acetogenesis // Ed. Drake HL.TY. Chapman. & Hall. 1994. -P.432-444

164. Zhilina, T.N., Zavarzin, G.A. Alkaliphic anaerobic community at pH 10. // Curr. Microbiol. 1994. - V. 29. - P. 109-112