Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Синегнойная палочка и её фаги (морфология, некоторые биологические свойства)

ВАК РФ 03.00.07, Микробиология

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Абдель, Раззак Рахим Абдалла

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Общие сведения.

1.2. Морфология и пигментообразование синегнойной палочки.

1.3. Культурно-биохимические свойства синегнойной палочки.

1.4. Серологические и патогенные свойства синегнойной палочки

1.5. Чувствительность синегнойной палочки к антибиотикам

1.6. Бактериофаги синегнойной палочки

1.6.1. Современные представления о бактериофагах.

1.6.2. Бактериофаги синегнойной палочки.

2. СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Материалы и методы.

2.2. Результаты исследований.

2.2.1. Морфология и основные биологические свойства синегнойной палочки.

2.2.1.1. Морфология и культурально-биохимические особенности.

2.2.1.2. Патогенные свойства синегнойной палочки в лабораторных условиях)

2.2.1.3. Серологическое типирование штаммов синегнойной палочки.

2.2.2. Чувствительность штаммов синегнойной палочки к антибиотикам .III

2.3. Изучение некоторых биологических свойств бактериофагов синегнойной палочки

2.3.1. Выделение фагов синегнойной палочки.

2.3.2. Морфология бактериофагов синегнойной палочки

2.3.3. Морфология негативных колоний фагов синегнойнои палочки.

2.3.4. Литический спектр и активность бактериофагов синегнойной палочки.

2.3.5. Термоинактивация синегнойных бактериофагов

3. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ.

4. ВЫВОда

5. ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ

Введение Диссертация по биологии, на тему "Синегнойная палочка и её фаги (морфология, некоторые биологические свойства)"

Актуальность проблемы. Искусственное осеменение коров и телок в крупных специализированных хозяйствах в настоящее время является основным методом воспроизводства стада. Концентрация высокоценных быков-производителей на племпредприятиях требует строгого выполнения ветеринарно-санитарннх правил при взятии, обработке, хранении и использовании их спермы. При нарушении ветеринарно-санитарных требований сперма может быть источником распространения возбудителей инфекционных заболеваний, вызывающих патологию репродуктивных органов. Вопросы профилактики бесплодия маточного состава и производителей крупного рогатого скота занимают важное место в решении задач по дальнейшему увеличению поголовья животных.

Одним из множества факторов, обусловливающих бесплодие -является бактериальная контаминация гениталиев самок и производителей и возникающие, вследствие этого, различные нарушения воспроизводительной функции животных.

Однако, до сих пор мнения различных исследователей относительно роли потенциально (условно) патогенных бактерий в нарушении воспроизводительной способности животных противоречивы. Некоторые исследователи отрицают этиологическое значение их в патологии гениталиев животных (£.£. И/гн/'еЬл, {т. С. З/ттоля, 1969, и др.), но большинство - связывают с ними нарушения воспроизводительных процессов (П. А.Волос ков, А.П.Студенцов, Г.В.Зверева, Е.В.Ильинский, И.Ф.Заянчковский, Д.Д.Логвинов, Н.И.Полянский, Н.Н.Михайлов, В.А.Зудилин и др.).

Весьма разнообразны данные о видовом составе контаминант-ной микрофлоры, выделенной из половых органов крупного рогатого скота, в частности, полости прецудил, придаточных половых желез и спермы быков-производителей. Особое этиологическое значение в патологии репродукции животных придается стафилококкам, стрептококкам, эшерихиям, псевдомонас и другим потенциально патогенным бактериям.

В результате широкого применения в лечебной практике антибиотиков увеличилось количество устойчивых к ним бактерий различных видов, в том числе синегнойной палочки ( Pseudomonas ae?vg/tioso¡), которая стала частым контаминантом спермы быков-производителей (Н.Н.Михайлов, Н.Г.Балажов, В.А.Зудилин, Б.Мур-тазин, В.П.Парусов, Б.Коццрашов и др.).

Прошло более 65 лет с того времени, как работы Д'Эрелля (1917) привлекли внимание исследователей к новому миру широко распространенных живых существ - бактериофагам или бактериальным вирусам, которые поражают бактерии.

За последние годы в Советском Союзе особенно интенсивно разрабатываются вопросы фагопрофилактики и фаготерапии бактериальных инфекций (В.Г.Дроботько, Б.И.Клейн, С.С.Казарновская, Г.О.Ручко, Ф.Е.Сергиенко, Н.Н.Фишер, З.А.Ермольева, М.И.Луре, Г.А.Крестовникова, И.А.Сутин, Л.Н.Якобсон и др.). В изучении сущности явления бактериофагии, исследовании новых групп фагов и их использовании - большой вклад внесли В.Д.Тимаков, М.Н.Жу-ков-Вережников, А.Б.Крисс, А.П.Пехов, A.C.Тихоненко, В.А.Зуев, И.М.Габрилович и другие исследователи.

Впервые бактериофаги синегнойной палочки упоминались в работах С arte ¡k (1923), Combi esc О г Marche и (1923) ,fo/is (1923), Dcudak 1923), позднее - ßra№j/{x<&&) t/7sc6esc/?ov (1926), Se и-¿íz eé¿/(1948),¿aсо67 1953), O'caifap/icw e¿ ai.

1969} t C/iOW,Jwamoü (1969), С.И.Жилина (1973), Т.А.Бурбута-швили (1980), Х.И.Исхаковой (1980) и др.

Бактериофаги применяют как для титрования культур бактерий сине-зеленого гноя, идентификации их, особенно в случае бес

I • пигментных вариантов, или с другими отклонениями от типичных свойств, так при дифференциации синегнойной палочки от сходных бактерий (зеленящий стрептококк и др.).

Изучение биологических свойств бактериофагов синегнойной палочки, выделенной от быков-производителей из разных зон СССР, -является актуальным в ветеринарной науке и практике, так как заболевание псевдомонозом, особенно производителей сельскохозяйственных животных, продолжает иметь место. К тому же возрастает интерес к бактериофагам в теоретическом и практическом аспектах.

Цель и задачи исследований. Освоение методов выделения фагов синегнойной палочки и изучения их основных биологических свойств в целях дальнейшего использования в качестве диагностических препаратов.

В соответствии с этим были поставлены следующие задачи:

1. Изучить морфологию, культурально-биохимические и другие свойства культур штаммов синегнойной палочки (выделенных из спермы быков-производителей в разных регионах СССР), как бактерии-хозяина фага.

2. Определить степень чувствительности синегнойной палочки к антибиотикам.

3. Выделить бактериофаги синегнойной палочки и изучить их основные морфологические особенности и биологические свойства. ти

Научная новизна работы. Определена ферментивная и гемолитическая активность культур синегнойной палочки (штаммов), выделенной от быков-производителей в разных регионах СССР; при этом не отмечена корреляция между серотипом возбудителя, региона нахождения объекта выделения и степенью ферментативной активности. Установлена степень чувствительности и особенности роста изучаемых штаммов бактерий к 15 антибиотикам (методы дисков и серийных разведений).

Апробирована с положительным результатом селективная среда и среда ДОХ, предложенные НИИ эпидемиологии и микробиологии им.Н.Ф.Гамалея (А.Ф.Мороз, Б.М.Бекбергенов, Г.Е.Афиногенов, 1976) для выделения синегнойной палочки, а также методика и среда Дга /'(1970) для идентификации синегнойной палочки по ее циоцианина-пигментообразованию, причем в этой среде глюконат калия заменен на глюконат натрия.

Выделены три бактериофага синегнойной палочки со специфическим воздействием на возбудителя псевдомоноза. Определены некоторые морфологические особенности и основные биологические свойства этих бактериофагов: морфология частиц бактериофага, негативные колонии, логический аспект и активность, воздействие температурного фактора. Полученные впервые данные по бактериофагам могут быть использованы в дальнейших научно-исследовательских работах для фаготипирования синегнойной палочки.

Практическая ценность. Результаты апробации селективной питательной среды (А.Ф.Мороз и соавторы, 1976) подтверждают рекомендации по использованию ее в ветеринарной лабораторной практике при диагностике псевдомоноза сельскохозяйственных животных, а также среды Дга/ (1970) для дифференциации синегнойной палочки от других бактерий родов ( ¡//¿¡г/о , /¡его/поп^s tPrûéeus% f{£eis/eifat ¿'/¿roéac/er nLf/réerûè&eéei) с помощью теста окисления глюконата натрия или калия.

При изучении чувствительности синегнойной палочки к антибиотикам методом серийных разведений целесообразно определять бактериоцидный показатель при инкубировании культур на средах в термостате (37,0° С) не менее 8 суток.

Метод получения бактериофагов синегнойной палочки, вццеленной из спермы производителей может быть использован в ветеринарных целях (фаготипирование, фаготерапия).

Ашзобашя работы. Материалы доложены на конференции молодых ученых Всесоюзного ордена Ленина научно-исследовательского института экспериментальной ветеринарии им.Я.Р.Коваленко (г.Москва, II мая 1984), заседании Ученого совета ВИЭВ (апрель 1984), межлабораторном совещании сотрудников ВИЭВ (май 1985).

Публикации:

1. Морфология бактериофагов синегнойной палочки, выделенной от быков. Бюл. ВИЭВ, 1984 г., вып.56, с.48-51.

2. Индикация бактериофагов синегнойной палочки, выделенной от быков-производителей. Бюл. ВИЭВ, 1984 г., вып.56, с.76-77.

Объем работы. Диссертация изложена на 180 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, собственных исследований, обсуждения полученных результатов, выводов, практических предложений, списка литературы. Работа иллюстрирована I графиком, 12 таблицами и 48 фотографиями. Спиоок использованной литературы включает 271 источник, в том числе 174 советских и 97 зарубежных.

Заключение Диссертация по теме "Микробиология", Абдель, Раззак Рахим Абдалла

4. ВЫВОДЫ

1. Сине гнойная палочка (Ре. ае7га(^//70зс( ), выделенная как контаминант спермы быков-производителей и бактериальная клетка-хозяин фага, характеризуются следующим:

- морфологические особенности, тинкториальные и культураль-ные свойства 95 штаммов синегнойной палочки идентичны: аэробы, грамотрицательны, имеют форму палочек длиной 0,5-1,5 мкм и шириной 0,2-0,4 мкм, подвижные, спор не образуют, истинной капсулы не имеют, но продуцируют слизь, которая тонким слоем окружает бактерию, имеют один-два жгутика (культивируются на обычных средах) ; апигментные штаммы обнаружены в 3,2$ случаях, от исследуемых;

- обладают ферментативными свойствами, характерными для данного вида бактерий; не установлено корреляционной зависимости между серотипами возбудителя (Хабс, 1957), объектом выделения (сперма), зональностью и степенью ферментативной активности;

- степень вирулентности изучаемых полевых штаммов (68) сине-гнойной палочки при заражении белых мышей (гибель в первые 1824 час.) коррелировали с гемолитической активностью бактерий.

2. Установлено, что испытуемые штаммы синегнойной палочки оказались чувствительными к гентамицину (98,8$), рифампицину (94,4$), полимиксину (81,1$), неомицину (14,4$) и карбеницилли-ну (7,7$).

3. Впервые получены 3 бактериофага (фаголизата) синегнойной палочки (методом длительной адаптации и пассирования), выделенной из спермы быков-производителей, обладающие следующими морфологическими особенностями (пять морфогрупп):

- при электронно-микроскопическом исследовании фагов синегнойной палочки установлено, что фаги первой морфогруппы имеют нитевидную (спиралевидную) форму; второй группы - представляют собой головку формой, близкой к разностороннему многограннику в о виде икосаэдра размером от 375 до 550 А, без выраженного отроо стка; третья группа - имеет аналогичную форму головки (550-600 А) о с коротким отростком (геликальный хвост) длиной 150-250 А и ши-о риной 60-60 А; фаги четвертой группы - имеют головку в виде изоо метрического многогранника (550-550 А), удлиненный и тонкий с несокращающимся чехлом отросток в изогнутой форме (длина и ширина о

2650 х 80 А); а пятой группе фагов присущи равносторонние головки в виде изометрического многогранника или удлиненной формы о растянутого многогранника (650-1250 А), отросток у них разной о о длинны с сокращающимся чехлом (длина 450-700 А, ширина 170-220 А) о о и несокращающимся (длиной 1400-1900 А и шириной 150-200 А). Фаги этой группы имеют связующие нити, исходящие из их отростков.

4. Так называемые негативные колонии (НК) фагов подразделены на 4 группы - мелкие, средние, крупные и очень крупные (мм диаметра); в каждой группе имеются несколько типов НК, характеризующиеся разной степенью лизиса, прозрачность или мутность "стерильного пятна" на бактериальной колонии является признаком для данной пары: фаг - бактериальная клетка-хозяин.

5. Выращивание бактериофагов производится на культурах синегнойной палочки на бульоне Мартена (при 37^ в течение 3-4 час. с последующим выдерживанием при комнатной температуре 16-18 часов методом Аппельмана (1922) или 18-20 ч. методом Грациа (1936).

6. Термоинактивации бактериофагов (фаголизатов) синегнойной о палочки (концентрация фага ТО в I мл) происходит при температуре нагревания в пределах 68-74°С.

7. Полученные экспериментальные данные по изучению основных свойств фагов (бактериальных вирусов) и клеток-хозяев синегнойних бактерий дополнили, подтвердили и систематизировали имеющиеся в специальной литературе сведения по этим вопросам

Практические предложения

1. Полученные в экспериментальных условиях бактериофаги (фа-голизаты) синегнойной палочки могут быть использованы в диагностических целях для фаготипирования этих бактерий и терапии больных псевдомонозом животных.

2. Использование бактериофагов синегнойной палочки может также служить дополнительным тестобъектом при изучении взаимоотношений между вирусом и бактериальной клеткой.

3. Представленные обобщенные данные по бактериофагам синегнойной палочки рекомендуется использовать в научно-исследовательских и учебных учреждениях общебиологического и ветеринарного профиля.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Абдель, Раззак Рахим Абдалла, Москва

1. Адаме М. Бактериофаги - М. (перевод с английского), 1961.- 527 с.

2. Азлецкая А.Е. О путях выделения бактериофага из организма.- ll, 1950, № П, с.69.

3. Акатова Н.С., Туркина Н.П. Гемолитическая активность синегнойной палочки. МЭИ, 1973, № 2, с. 138-139.

4. Акатова Н.С., Смирнова Н.Е. Получение и характеристика агглютинирующих СЫВОРОТОК К О-антигенам, Ps.aeruginosa- МЭИ, 1975, J6 3, c.119-122.

5. Акатова Н.С., Смирнова Н.Е. Принцип получения специфических

6. СЫВОРОТОК ДЛЯ СероТИПИрОВаНИЯ Ps. aeruginosa .- МЭИ, 1976, & 2, с.51-53.

7. Акатова Н.С., См1фНова Н.Е. Сравнительное изучение различных схем серотипирования Pseudomonas aeruginosa . МЭИ, 1977, Л 10, с.101-104.

8. Алиханян С.И., Степанова А.И. Некоторые воцросы теории морфогенеза фага. С б. воцросы молекулярной генетики и генетики микроорганизмов. -М,: Наука, 1968, с. 135.

9. Аристовский В.М., Минкевич И.Е. Фрид С.М. Учебник медицинской микробиологии. Медгиз, 1949.

10. Артемьев В.И. Этиологическая роль Ps. aeruginosaв заболевании птиц. Сб.Научн.трудов Лен.Вет.институт (ЛВИ), 1976, вып.43, с.63-68.

11. Артемьев В.И., Петрова И.В. Морфологические и культурально-биохимические свойства культур синегнойной палочки, выделенных из разных источников. Со .Научн. трудов ЛВИ, 1978,вып.52, с.5-9.

12. Архангельский И.И., Степанова Б.А. Фаготипирование патогенных стафилококков, выделенных из молока коров. Ветеринария, 1966, № 3, с.27.

13. Балашов Н.Г. Ветеринарно-санитарный контроль при международном обмене спермой. XIX всемирный ветеринарный конгресс, Мексика, 1971.

14. Балчев М.И. Бактериофаг и его применение в ветеринарной практике. Животноводство и Вет.дело, 1954, т.8, № I, с.41.

15. Беляева Н.Н., Азизбекян P.P. Новый фаг. Вас. subtiiis не обычной морфологии. Микробиология, 1967, вып.36, с. 1054.

16. Берджи Д. Определитель микробов, 1974.16