Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Видовой состав и экофизиология цианобактерий солоноватых и соленых озер Южного Забайкалья

ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Видовой состав и экофизиология цианобактерий солоноватых и соленых озер Южного Забайкалья"

На правах рукописи

ЦЫРЕНОВА Дулма Доржиевна

ВИДОВОЙ СОСТАВ И ЭКОФИЗИОЛОГИЯ ЦИАНОБАКТЕРИЙ СОЛОНОВАТЫХ И СОЛЕНЫХ ОЗЕР ЮЖНОГО ЗАБАЙКАЛЬЯ

03.00.16 - экология 03.00.07 - микробиология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Улан-Удэ - 2009

003468194

Работа выполнена в Институте общей и экспериментальной биологии СО РАН

Научный руководитель: кандидат биологических наук

Брянская Алла Викторовна

Научный консультант: кандидат биологических наук

Намсараев Зорнгто Баирович

Официальные оппоненты: доюор биологических наук, профессор

Горленко Владимир Михайлович

кандидат биологических наук Буянтуева Любовь Батомункуевна

Ведущая организация: Институт природных ресурсов,

' экологии и криологии СО РАН

Защита диссертации состоится «14» мая 2009 г. в часов на заседании диссертационного совета Д 212.022.03 в Бурятском государственном университете по адресу: 670000, г. Улан-Удэ, ул. Смолина, 24 а, конференц. зал.

Факс: (3012)210588

E-mail: d212022Q3(a)mailru

baldanovad&ratnbler. ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Бурятского научного центра СО РАН и Бурятского государственного университета

Автореферат разослан «13» апреля 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук

Шорноева Н.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Солоноватые и соленые озера, сочетающие экстремально высокие значения рН с повышенными концентрациями солей вплоть до насыщения, стали в последнее время объектом интенсивного изучения. Это связано, прежде всего, с тем, что такие озера считаются центрами возникновения микробного разнообразия и местами сохранения уникальных реликтовых микробных сообществ, основными доминантами в которых являются цианобактерии (Заварзин, 1993; Герасименко и др., 1996; Заварзин, Жилина, 2000). Цианобактерии играют ключевую роль в геохимии галинных систем и вносят значительный вклад в циклы основных биогенных элементов, поскольку являются главным источником органического вещества (Дубинин и др., 1995; Заварзин, 2007; Герасименко, 2007).

Южное Забайкалье богато многочисленными солоноватыми и солеными озерами. Формированию этих озер благоприятствует мелкосопочный рельеф с большим количеством депрессий и полуаридный климат, способствующий испарительному концентрированию поверхностных вод (Содовые озера..., 1991; Власов, Филиппова, 1993; Дзюба и др., 2005). Многие из этих озер изучены в геохимическом, гидрологическом и микробиологическом отношении (Содовые озера..., 1991; Брянцева, 2000; Намсараев, Намсараев, 2007; Сорокин, 2007; Болдарева, 2008). В некоторых из этих озер исследовано разнообразие цианобактерий, изучены скорости продукционных и деструкционных процессов в цианобактериальных матах (Герасименко и др., 2002; Брянская, 2002; Компанцева и др., 2005). Однако выделение чистых культур цианобактерий и изучение их систематического положения молекулярно-биологическими методами ранее для озер Южного Забайкалья не проводилось.

Целью настоящей работы являлось изучение видового состава и эко-физиологии цианобактерий солоноватых и соленых озер Южного Забайкалья.

В связи с этим были поставлены следующие задачи:

1. Изучить физико-химические характеристики среды обитания цианобактерий.

2. Определить видовой состав и продуктивность цианобактериальных сообществ.

3. Выделить монокультуры цианобактерий, определить их таксономическое и филогенетическое положение.

4. Изучить влияние физико-химических факторов на рост и развитие цианобактерий.

Научная новизна. Впервые проведено комплексное исследование видового разнообразия и экофизиологии цианобактерий солоноватых и соленых озер Южного Забайкалья. Выявлено 28 видов цианобактерий, 10 из

которых ранее отмечены не были. Показано, что в зависимости от физико-химических условий, существующих в исследованных озерах, формируются разнотипные микробные сообщества, отличия между которыми выявляются на родовом уровне. Для определения систематического положения цианобактерий озер Южного Забайкалья впервые в совокупности были использованы микроскопические, культуральные и молекулярно-биологические методы, которые позволили более точно оценить систематическое положение цианобактерий.

Теоретическая значимость. Полученные результаты расширяют представление о разнообразии цианобактерий в озерах Южного Забайкалья и их функциональной роли в этих экосистемах. Выявленные закономерности распространения и физиологической активности цианобактерий предоставляют возможность прогнозировать изменения в составе и структуре микробных сообществ исследованных озер.

Практическая ценность. Результаты исследований физико-химических характеристик озерных вод могут быть использованы для проведения экологического мониторинга солоноватых и соленых озер Южного Забайкалья, а также для бальнеологической оценки озерных систем. Выделенные и описанные культуры цианобактерий дополнят коллекцию микроорганизмов-экстремофилов экосистем Забайкалья и могут быть использованы в биотехнологии в качестве продуцентов биологически активных веществ.

Апробация работы. Результаты исследований были доложены автором на V межрегиональной научной конференции молодых ученых «Научный и инновационный потенциал Байкальского региона», Улан-Удэ, 2005; Всероссийской конференции с международным участием «Биоразнообразие экосистем Внутренней Азии», Улан-Удэ, 2006; Всероссийской конференции молодых ученых «Экология в современном мире: взгляд научной молодежи», Улан-Удэ, 2007; Втором Байкальском микробиологическом симпозиуме с международным участием «Микроорганизмы в экосистемах озер, рек и водохранилищ», Иркутск, 2007; Молодежной школе-конференции «Актуальные аспекты современной микробиологии», Москва, 2008.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 15 работ, 2 в печати. Работа выполнена при поддержке грантов: Программа Минобразования и науки РФ № РНП 2.1.1/2165, НОЦ «Байкал», Президиума СО РАН № 38 и 95.

Структура и объем работы: Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания методов, объектов и предмета исследования, результатов и обсуждения, заключения, выводов, списка цитируемой литературы и приложений. Работа содержит УЗЗ страниц машинописного текста, иллюстрирована таблицами, рисунками и -¿8 фотографиями. Список литературы включает /22 отечественных и зарубежных источников.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

В литературном обзоре приведена история исследования, оценка состояния изученности, биологическая и физико-химическая характеристика солоноватых и соленых озер аридных зон нашей планеты, в том числе и Южного Забайкалья. Рассмотрены структура и функционирование микробных сообществ экстремальных экосистем. Приведены данные об основных свойствах цианобактерий, их морфологии, физиологии и биохимии. Обобщены и проанализированы методы изучения цианобактерий.

Глава 2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Физико-химические методы исследования водоемов.

Непосредственно на месте отбора проб измеряли температуру, pH, общую минерализацию воды. Температуру измеряли сенсорным электротермометром Prima (Португалия), pH среды - потенциометрическим портативным рН-метром (рНер2, Португалия), общую минерализацию -портативным рефрактометром MASTER-PM (Atago, Япония). Концентрацию основных ионов определяли общепринятыми титриметрическими методами (Алекин и др., 1973).

Определение хлорофилла а проводили по стандартной методике (Методы химического анализа..., 1979). Скорости общего и аноксигенного фотосинтеза, темновой фиксации С02 определяли радиоизотопным методом (Кузнецов, Дубинина, 1989; Полевой практикум ..., 2006). Определение изотопного состава углерода в микробных матах и донных осадках проводилось при помощи масс-спектрометра МИ-1201 (Есиков, 1980).

Определение видового состава цианобактерий. Отбор проб воды, донных осадков и бентосных матов для микробиологических работ проводили по общепринятой методике (Водоросли..., 1989). Для определения видового состава цианобактерий пробы фиксировали 4% формалином. Микроскопирование цианобактерий проводили с помощью оптических микроскопов МБИ-15 (Россия), PZO (Польша) и Axiostar plus (Carl Zeiss, Германия).

Определение таксономической принадлежности цианобактерий на основании морфологических признаков проводили по Еленкину, Голлербаху (Еленкин, 1949; Голлербах и др., 1953) и уточняли по Комареку и Анагностидису (Komärek&Anagnostidis 1999, 2007). Для оценки сходства или различия таксономического спектра цианобактерий был применен коэффициент флористической общности Жаккара, модифицированный Малышевым (Малышев, 1972).

Методы выделения культур. Для получения активных накопительных культур цианобактерий была выбрана модифицированная среда «М» следующего состава (г/л): Na2C03-5.0, NaHC03 - 5.0, NaCl - 5.0, К2НР04

- 0.5, MgS04-7H20 - 0.5, NaN03 - 1.5, KCl - 0.5, Na2S04 - 2.0, FeCl3 - 0.5, раствор микроэлементов «А5» - 1 мл, витамина Bi2- 20 мкг. Раствор микроэлементов «А5» содержал Н3Вг03 - 2.86, МпС12-4Н20 - 1.81, ZnS04-7H20-0.222, Na2Mo4-2H20 - 0.39, CuS04-5H20 - 0.079, Co(N03)2-6H20 - 0.0494.

Выделение монокультур цианобактерий проводили на агаризованных средах с помощью стереоскопического микроскопа МС-2 (Россия) с увеличением 7х-90х. Культивирование проводили в условиях лабораторного люминостата в непрерывном режиме при температуре 20-25°С. Освещенность на поверхности суспензии культур составляла 2000 лк (Likhtman, 2000). Чистоту культур контролировали микроскопически.

Молекулярно-биологические методы. Для разрушения клеточной стенки цианобактерий биомассу культур обрабатывали 10% саркозилом, жидким азотом. Добавляли додецилсульфат натрия (СДС) и протеиназу К. Выделение ДНК проводили смесью фенол/хлороформ и хлороформом. Осаждение ДНК проводили 96% этанолом. Были проанализированы нук-леотидные последовательности фрагментов генов 16S рРНК длиной около 1400 нуклеотидов. Ген 16S рРНК амплифицировали со специфичным циа-нобактериальным праймером CYA 27f (5'-AGAGTTTGATCCTGGCTCAG-3') и универсальным эубактериальным праймером 1492г (5-TACGGYTACCTTGTT ACGACTT-3') (Lane, 1991). Полимеразно-цепную реакцию (ПЦР) проводили на приборе GeneAmp PCR System 2700 (Applied Biosystems, США). Продукты ПЦР разделялись в 1% агарозном геле. Рест-рикционный анализ проводили с использованием рестриктазы Hin61. Определение нуклеотидных последовательностей генов 16S рРНК проводили на автоматическом секвенаторе CEQ 2000 XL (Beckman Coulter, США) в соответствии с инструкцией. Для нахождения близкородственных организмов к культурам цианобактерий использовали базы данных RDBII -http://rdp.cme.msu.edu и NCBI - http://www.ncbi.nlm.nih.gov. Последовательности генов 16S рРНК выравнивали с помощью программы CLUSTALX (Thompson et al., 1994). Построение филогенетических деревьев производили с помощью пакета программ TREECON (Van de Peer and De Wächter, 1994).

Изучение особенностей роста цианобактерий в градиенте pH - минерализация. Эксперимент был проведен в лабораторных условиях на цианобактериальном мате озера Хилганта, отобранном в период пересыхания озера (2006 г.) и на выделенных из озерных проб монокультурах цианобактерий. Градиент pH - минерализация задавали в диапазоне pH от 7,5 до 9,5 и концентрации NaCl (г/л): 0,1, 5,10,20,50, 100, 150,200,250,300. Значения pH устанавливали, используя рассчитанные соотношения 10% растворов карбоната и бикарбоната натрия. pH контролировали при помощи рН-метра Hanna Instrument pH 211 (Россия). Выращивание цианобактерий проводили в условиях лабораторного люминостата с освещением на поверхности среды 2000

лк. Накопление биомассы культурами определяли по оптической плотности на спектрофотометре CECIL 1021 (США). Продолжительность эксперимента составила от 4 до 8 недель. Статистическую обработку данных проводили с помощью программ Microsoft Excel и Statistica 6.0.

Глава 3. ОБЪЕКТЫ И ПРЕДМЕТ ИССЛЕДОВАНИЯ

Объектами исследований являлись солоноватые и соленые озера Южного Забайкалья, географически делящиеся на две группы: озера Се-ленгинской Даурии (Республика Бурятия) и озера Онон-Борзинского бассейна (Забайкальский край). В Селенгинской Даурии расположены озера Сульфатное, Белое (Оронгойское), Верхнее Белое, Соленое (Киран). Озера Онон-Борзинского бассейна делятся на три подгруппы: Ононские, Борзинские и Агинские. К Агинской подгруппе относятся Горбунка, Хил-ганта, Зун Холво, Ехэ Тором; к Ононской - Зун Торей; к Борзинской -Борзинское, Бабье, Цаган Нуур. Исследования озер были проведены с 2001 по 2007 гг.

Предметом исследований являлись цианобактерии - особая группа фо-тотрофных прокариотных организмов.

Глава 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ОБСУЖДЕНИЕ

4.1. Физико-химическая характеристика исследованных водоемов

Большинство исследованных озер являлись мелководными водоемами с относительно небольшой площадью (табл. 1). По значению минерализации (Алекин, 1970) озера Белое, Сульфатное, Соленое, Верхнее Белое, Ехэ Тором, Зун Холво и Зун Торей являлись солоноватыми (содержание солей 1-25 г/л). Вода озера Хилганта в водный период (1998 г.) относилась к водам с морской соленостью (25-50 г/л). Озера Цаган Нуур, Борзинское, Бабье и иловые воды озер Горбунка и Хилганта являлись рассолами (свыше 50 г/л). Значения рН воды озер были щелочными. Все озера в большинстве случаев характеризовались нестабильным водным режимом, обусловленным резко континентальным климатом Южного Забайкалья, что отличает данные озера от более стабильных содовых озер Восточно-Африканской рифтовой зоны (Заварзин, 2007).

Более детально влияние климатических условий было изучено на примере оз. Хилганта. Анализ физико-химических параметров озера, полученных в разные годы, показал, что в водный период (1998 г.) минерализация воды озера Хилганта была равна 40 г/л, рН 9,5, глубина составляла 37 см. В засушливый период (2001 г.) минерализация повышалась до 82 г/л, рН до 9,0, глубина была 10 см. В 2006 г. озеро пересыхало, наполняясь водой лишь эпизодически во время дождей. Иловая вода, обнаруженная в раскопках дна озера на глубине 35-80 см, являлась рассолом (128-152 г/л), рН 8,4-8,6.

Физико-химические параметры исследованных водоемов

Местораспол ожение Озеро Дата h, м S, кмг т, °с М, г/л рн

Республика Бурятия Белое 05.2006 2,0 0,6 12 1,7 9,0

Сульфатное 07.2001 8,0 9,0 12 24 5,8 9,0

07.2005 7,0 17 7,5 9,1

Соленое 06.2004 3,0 1,0 22 5,6 9,9

Верхнее Белое 05.2001 2,0 4,5 17 7,05 9,8

Забайкальск ий край Ехэ Тором 07.2005 5,0 2,5 18 9,7 8,4

Зун Холво 08.2006 1,5 150 20 10,0 9,2

Зун Торей 08.2006 4,0 300 28 5,0 9,7

Горбунка* 08.2006 * * 27 90,0 7,5

Цаган Нуур « « 2,0 150 26 268,0 9,9

Борзинское « « 3,0 110 27 155,0 9,9

Бабье 08.2006 2,0 85 25 276,0 8,7

Хилганта** 08.1998 0,37 0,5 25 40,0 9,5

Хилганта** 08.2001 0,1 0,15 26 82,0 9,0

Хилганта*Ст.1 08.2006 * * 34 128,0 8,6

Ст. 2 20 152,0 8,4

Здесь и далее: Ь - максимальная глубина озера; 5 - площадь водного зеркала; М - общая минерализация; «Ст.» - станция; «*»- в период исследований озеро было пересохшим, для анализа брали иловую воду; «**» - данные Б.Б. Намсараева (1998,2001).

Исследование катионного и анионного состава воды озер Типизация вод по O.A. Алекину (Алекин, 1970) показала, что большинство исследованных озер относятся к хлоридно-натриевому и гидрокарбонатно-натриевому типам (табл. 2).

Таблица 2

Гидрохимическая характеристика исследованных водоемов

Озеро С032" нсо3- СГ SO/" Na+ Тип воды

г/л г/л г/л г/л г/л

Сульфатное 0,12 0,98 0,70 1,40 4,14 Сульфатно-натриевый

Белое 0,02 0,10 0,34 0,17 0 Хлоридно-сульфатный

Верхнее Белое 0,88 3,20 0,90 1,50 3,7 Гидрокарбонатно-натриевый

Соленое 1,04 2,40 0,20 0,35 15,9 Гидрокарбонатно-натриевый

Цаган Нуур 9,9 3,32 25,1 6,91 30,0 Хлоридно-натриевый

Борзинское 55,8 5,51 69,0 31,9 94,4 Хлоридно-натриевый

Бабье 0,11 0,48 33,4 9,14 30,3 Хлоридно-натриевый

Зун Торей 0,37 2,84 - - - Гидрокарбонатно-натриевый

Ехэ Тором 30,6 0,17 - - - Карбонатно-натриевый

Зун Холво 3,8 8,10 0,39 0 0 Гидрокарбонатно-натриевый

Горбунка* 0 3,70 0,15 0,10 2,42 Гидрокарбонатно-натриевый

Хилганта 0,33 1,16 16,7 13,6 14,3 Хлоридно-натриевый

Хилганта*Ст.1 0 0,97 37,5 15,9 18,2 Хлоридно-натриевый

Ст.2 0 1,04 60,0 14,5 35,7 Хлоридно-натриевый

Здесь и далее: «-» - анализ не был проведен.

Химический состав воды озера Хилганта в разные периоды был неустойчивым. В водный период (1998 г.) карбонаты обнаруживались в концентрации 0,33 г/л. Вода принадлежала к хлоридно-натриевому типу. В засушливый период (2006 г.) карбонаты в воде отсутствовали, содержание НС03" колебалось в пределах 0,97-1,04 г/л, СГ - 37,5-60 г/л. Из катионов преобладал натрий. Тип воды - хлоридно-натриевый.

4.2. Видовой состав цианобактерий

В солоноватых и соленых озерах Южного Забайкалья обнаружено 28 видов цианобактерий, наибольшее их количество (11 видов) зарегистрировано в озерах с минерализацией от 5 до 7 г/л (озера Сульфатное, Верхнее Белое, Соленое), наименьшее (по 2 вида) - в рассолах (озера Бабье и Цаган Нуур) (табл. 3). Наиболее распространен род Leptolyngbya (7 видов). Другие роды были немногочисленны.

Дополнительно, к ранее обнаруженным видам цианобактерий солоноватых и соленых озер Южного Забайкалья (Содовые озера..., 1991; Брянская, 2002), нами было выявлено еще 10 видов: Leptolyngbya valderiana, L. voronichiniana, Phormidium breve, Ph. retzii, Anabaena bergii, Arthrospira jenneri, Chroococcus minutus, Jaaginema woronichinii, Pseudanabaena frígida и Trichodermium lacustre.

При исследовании данной группы организмов были выявлены отклонения от типовых диагнозов.

Так, у большинства видов родов Leptolyngbya, Phormidium и Oscillatoria отмечено много переходных форм, отличающихся между собой по длине и ширине нитей и трихомов, размерам клеток.

Влияние климатических условий на видовой состав цианобактерий было рассмотрено на примере озера Хилганта. Это озеро интересно тем, что в нем происходит развитие многослойного цианобактериального мата - современного аналога строматолитов, доминировавших на Земле на протяжении всего докембрия (Семихатов и др., 1999).

В водный период (1995 г.) при минерализации 46 г/л и рН 9,8 в мате было обнаружено всего 4 вида цианобактерий: Aphanothece salina, Leptolyngbya woronichinii, Microcoleus chthonoplastes, Phormidium molle (Герасименко и др., 2003 г.; Компанцева и др., 2005) (табл. 3). В засушливый период (2001-2004 гг.) при увеличении минерализации до 82 г/л наблюдаемое разнообразие цианобактерий было максимальным, появляются Nodularia sp. и Oscillatoria tenuis. Это может быть объяснено развитием в озере широкого спектра цианобактериальных сообществ при колебаниях минерализации при эпизодическом распреснении и высыхании озера.

Таксономический спектр цианобактерий исследованных озер

Таксоны Озера

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

В* 3 с

Aphanothece salina Elenk. et Danil. + +

Anabaena variabilis Kutz. +

A. variabilis f. tenuis Pop. + + + + +

A. bergii (Kiits.) Gom. +

Arthrospira jenneri Stizenb.ex Gom. +

Calothrix sp. +

Chroococcus minutus (Kiitz.) Nag. + +

Jaaginema woronichinii (Anis.in Elenk.) Anagnost. et Komár. + +

Leptolyngbya fovelarium (Rabench.ex Gom.) Anagnost. et Komár. + +

L, tenuis (Gom.) Anagnost. et Komár. + + + +

L. woronichinii (Anos.) Anagnost. et Komár. + + +

L. komarovii (Anos.) Anagnost. et Komár. + + +

L. laminóse (Gom.) Anagnost. et Komár. +

L. valderiana (Gom.) Anagnos. et Komár. +

L. voronicltiniana Anagnost. et Komár. + + +

Nodularia sp. + + +

Nostoc sp. + +

Microcoleus chthonoplastes (Fl. Dan.) Thur. + + + +

Oscillatoria tenuis Agard. et Gom. +

Oscillatoria sp. + +

Phormidium breve (Kiitz. et Gom.) + + + + +

Ph. molle Gom. + + + + +

Ph. retzii (Agard.) Gom.ex Gom. + +

Phormidium sp. + +

Pseudanabaena frígida (Fritsch) Anagnost. + + + + + +

Synechocystis sp. +

Spirulina major Ktltzing ex Gom. + + +

Trichodermium lacustre Kleb. +

Всего 8 4 8 11 4 6 5 5 5 з 2 6 1 2

Примечание: 1 - Сульфатное, 2 - Белое, 3 - Верхнее Белое, 4 - Соленое, 5 -Хилганта: «В*» - водный период (1995-1996 гг.), данные Герасименко и др. (2003), Компанцева и др. (2005), «3» - засушливый период (2001-2004 гг.), «С» - сухой период (2006 г.), 6 - Зун Холво, 7 - Горбунка, 8 - Зун Торей, 9 - Бабье, 10 - Ехэ Тором; 11 - Цаган Нуур.

При дальнейшем увеличении минерализации до 152 г/л (2006 г.) наблюдалось образование сухого слоистого мата, различного по содержанию и консистенции. Отмечено значительное разнообразие морфотипов циано-бактерий (Microcoleus chthonoplastes, Ph. molle, L. tenuis, L. woronichinii, Chroococcus minutas) и водорослей (Oocistis sp., Dunaliella salina).

4.3. Анализ видового состава цианобактерий

4.3.1. Особенности роста лабораторного[ сообщества озера Хилганта в градиенте рН - минерализация

Лабораторный эксперимент в градиенте рН - минерализация, проведенный на цианобактериальном мате оз. Хилганта (2006 г."), позволил охарактеризовать реакцию цианобактерий и эукариотических водорослей на изменение лимитирующих факторов среды. Было показано, что для формирования цианобактериальных обрастаний требуется продолжительный отрезок времени (более 8 недель). Сформировавшееся лабораторное сообщество состояло из 2 видов цианобактерий (Nodularia sp. и Leptolyngbya

Смена видов в сообществе происходила следующим образом: при минерализации 1-50 г/л (рН 7,5-9,5) доминировала Nodularia sp. Leptolyngbya sp. и D. salina встречались реже. В интервале 50-100 г/л происходила качественная и количественная смена сообщества с цианобактерий на эукариотические водоросли, сопровождающаяся снижением содержания хлорофилла а (рис. 1). Наиболее благоприятными для роста цианобактерий являлись значения рН 8,5-9,5. рН 7,5 частично ограничивал рост, а в совокупности с высокой соленостью делал его невозможным.

Диапазон развития цианобактерий находился в пределах 1-50 г/л NaCl с оптимумом при 1-10 г/л. Уменьшение содержания хлорофилла а при солено-

sp.) и 1 вида водоросли (D. salina).

Рис. 1. Зависимость содержания хлорофилла а от концентрации NaCl и рН

сти более 100 г/л ИаС1 происходило на фоне высокой численности, но низкой, по сравнению с цианобактериями, биомассы эукариотных водорослей.

4.3.2. Анализ видового состава цианобактерий с помощью коэффициента флористической общности Жаккара

С помощью коэффициента флористической общности Жаккара (к) был проанализирован состав цианобактерий солоноватых и соленых озер Южного Забайкалья на видовом и родовом уровнях.

Анализ данных показал, что коэффициенты сходства варьируют в широких пределах (к = 0-0,75). Самые низкие коэффициенты сходства (к = 00,063) получены при сопоставлении видового и родового спектров цианобактерий, развивающихся в низких и высоко минерализованных озерах (солоноватые озера' и рассолы соответственно) (рис. 2 А, Б). Это свидетельствует о значительном морфологическом отличии цианобактериаль-ных комплексов озер с пограничными значениями минерализации. Наибольшие коэффициенты сходства (0,75 для родов, 0,44 для видов) получены при сопоставлении таксономического спектра озер с близкими значениями минерализации, что объясняется присутствием значительного количества общих видов цианобактерий.

—1

_1

:

СУЛЬФАТНОЙ БЕЛОВ

ЭУВХОШО

МЕШ ЕХЗ ТОРОМ ЦАПШЮГУ1 ХИШН1АВ ХИЛГАНТАЗ ШТАНГА С .. ГСР5УБХА

зувтогей

0,5 0.« V

0.» 1.» 1,1 и

М М 0,1 1.1 1,1 04 1.0 1,1

Б

Рис. 2. Дендрограмма сходства комплексов цианобактерий различных озер, построенная методом невзвешенного попарного арифметического среднего на основании коэффициента Жаккара, рассчитанного для видовых таксонов (А) и для родовых таксонов (Б). Расстояние Эвклидовое.

4.4. Функциональная активность продуцентов исследуемых озер Скорости продукционных процессов в циапобактериальных матах Скорость общего фотосинтеза в цианобактериальных матах озер Южного Забайкалья составляла 18,4-336,0 мг С/м2-сут, темновой фиксации -2,9-19,4 мг С/м2-сут (табл. 4).

Скорость продукционных процессов в цианобактериальных матах озер (мг С/м2 сут)

Озеро Дата М, Общий Аноксигенный Темповая

г/л фотосинтез фотосинтез фиксация

мгС7м2сут "/оОГЦВДфКЦИ фотоангса

Борзинское 08.2002 322 201,7-336,0 0 0 0

Хилганта 07.2003 164 63,5 0 0 0

Бабье 08.2002 85,1 50,7-123,7 0 0 0

Хилганта 08.2001 82,0 756 538 71 41,4

Хилганта 04.2004 30,0 18,4-22,9 0,46-0,52 2,0-2,8 5,02-8,56

Соленое 09.2002 11,4 72,5-262,5 31,2-47,0 11,8-64,8 но.

Верхнее Белое 06.2002 9,4 541,9 49,6 9,15 2,9

Соленое 06.2004 8,0 78,4-81,5 2,4-3,3 3,06-4,04 , 11,4-19,4

Скорость аноксигенного фотосинтеза находилась в пределах 0,46538,0 мг С/м2-сут. Доля аноксигенного фотосинтеза в продукции органического вещества (ОВ) варьировала от 2 до 71%. Продуктивность матов исследованных озер Южного Забайкалья значительно уступает продуктивности матов озер Восточно-Африканской рифтовой зоны (11600 мг С/м2-сут). Это объясняется значительными колебаниями температуры в течение года и более коротким вегетационным периодом в озерах Южного Забайкалья (Grant et al., 1990), что не позволяет данным микробным сообществам развиваться и функционировать в постоянном режиме.

Сравнение данных по продукции цианобактериальных матов оз. Хил-ганта с литературными данными показало, что засушливые условия и низкая температура значительно снижают продуктивность сообщества (Нам-сараев, Намсараев, 2007). В летний период скорость общего фотосинтеза была максимальной при солености 32-41,5 г/л и составляла 3600-3860 мг С/м2 сут (табл. 5). При повышении минерализации до 82-164 г/л она значительно снижалась (63,5-756 мг С/м2хут). Такая же тенденция наблюдалась и при понижении температуры.

Таблица 5

Продукция в цианобактериальных матах озера Хилгшгга (мг С/м2 сут)

Дата Т,°С М, г/л Общий фотосинтез Темновая фиксация

17.07.2003 30,0 164,0 63,5 н.о.

20.08.2001 26,0 82,0 756,0 41,40

21.07.1996* 34,0 45,0 3840,0 н.о.

05.07.1995* 28,0 41,5 3600,0 н.о.

08.08.1999* 24,0 32,0 3860,0 26,27

07.04.2004 0,5 30,0 18,4 8,56

Здесь и далее: * - данные Б.Б. Намсараева, З.Б. Намсараева (2007 г.).

Изотопный состав углерода цианобактериальных матов

Изотопный состав углерода 513С микробных матов и донных осадков был исследован в озерах Зун Торей, Белое, Соленое и Хилганта. Изотопный состав углерода ОВ в озерах варьировал от -14,80%о до -30,63%о (табл. 6). Значения 513С карбонатов микробных матов в исследованных озерах варьировали от -0,14 до -12,15%о.

В озере Хилганта изотопный состав углерода был исследован в разные годы. В водный период (1998 г.) в озере наблюдалось утяжеление изотопного состава углерода ОВ до -15,60%о. В засушливый период (2007-2008 гг.) отмечалось облегчение изотопного состава ОВ (-30,63%о). Соотношение 12С/13С углерода ОВ в нижних слоях цианобактериального мата в водный период было равно -14,8%о (табл. 6). По-видимому, основная часть ОВ нижних слоев мата образуется в результате деструкции цианобактерий. Значения 813С карбонатов цианобактериальных матов в водный период был равен -0,14%о, в засушливый период - от 8,65%о до 9,83%о.

Таблица 6

Изотопный состав углерода цианобактериальных матов озер Забайкалья (%о)

Озеро, толщина мата Дата 813С0в S13CKap6

Хилганта*, 0-2 см 08.1998 -15,60 -0,14

2-4 см « « -14,8 -

Хилганта, 0-2 см 08.2007 -30,63 -8,65

2-4 см « « -27,67 -9,83

Хилганта 08.2008 -27,75 -8,21

Зун Торей 08.2008 -27,90 -9,20

Белое 07.2008 -19,48 -12,05

Соленое 08.2008 -27,27 -12,15

4.5. Экофизиология и систематическое положение цианобактерий

4.5.1. Филогенетическая характеристика цианобактерий

Из донных осадков и микробных матов исследованных озер было выделено шесть монокультур цианобактерий (табл. 7). Три культуры (Суа 1, 2, 10) отнесены к порядку Phormidioideae (семейство Phormidiaceaé), две культуры (Суа5, 6) - к порядку Nostocales (семейство Anabaenaceae), одна культура (Суа 4) - к порядку Pseudanabaenoideae (семейство Pseudana-baenaceae).

Культуры Суа 1 и Суа 2 были выделены из цианобактериальных матов озер Сульфатное и Ехэ Тором, но по морфологическим характеристикам, лишь с некоторыми вариациями в размерах, являлись идентичными Oscillatoria brevis (Еленкин, 1949) или Phormidium breve (Komárek & Anagnostidis, 2007) (рис. 3 А).

Культуры цианобактерий, выделенные из исследованных озер

Культура Озеро Классификация по Еленкину (1949), Голлербах и др. (1953) Классификация по Komárek&Anagnostidis (1999, 2007) На основе сиквенса 16S РНК

Суа 1 Сульфатное Oscillatoria brevis (Kütz.) Gom. Phormidium breve (Kütz. et Gom.) Phormidium sp.

Суа 2 Ехэ Тором Oscillatoria brevis (Kütz.) Gom. Phormidium breve (Kütz. et Gom.) Phormidium sp.

Суа 4 Сульфатное Phormidium frigidum Fritsch. Pseudanabaena frígida (Fritsch) Anagnost. -

Суа 5 Хилганта Anabaena sibirica (Pop. et Degt.) Elenk. Nodularia sp. Nodularia sp.

Суа 6 Горбунка Anabaena sibirica (Pop. et Degt.) Elenk. Nodularia sp. Nodularia sp.

Суа 10 Хилганта Phormidium .sp. Phormidium sp. Phormidium sp.

Рис. 3. Фото культур цианобактерий, шкала 10 мкм: А -Суа 1, Б - Суа 4, В - Суа 5, Г - Суа 10.

Культура Суа 4, выделенная из цианобактериального мата озера Сульфатное, по морфологии была идентифицирована как Phormidium frigidum (Еленкин, 1949) или как Pseudanabaena frígida (Komárek & Anagnostidis, 1998) (рис. 3 Б).

Культуры Суа 5 и Суа 6 были выделены из сухой корки озера Хилганта и ила озера Горбунка, соответственно и идентифицированы как Anabaena sibirica (Голлербах и др., 1953) или Nodularia sp. (Намсараев З.Б., неопубликованные данные) (рис. 4 В).

Культура Суа 10 была выделена нами из сухого мата озера Хилганта и была идентифицирована как Phormidium sp. (Komárek & Anagnostidis, 2007) (рис. 4).

Рестрикционные профили генов 16S рРНК показали сходство культур Суа 1 и Суа 2 на видовом уровне (рис. 4). Для определения их точного филогенетического положения была выбрана культура Суа 1. В результате анализа было установлено, что культура Суа 1 имела 99,2% сходства по сиквенсу гена 16S рРНК с Phormidium sp. NIVA-CYA 202 (рис. 5, табл. 8). Большинство культур, близкородственных культуре Суа 1, были выделены из различных озер Антарктиды (Rudi et all, 1997; Nadeau et al. 2001; Casamatta et al., 2005; Taton et al., 2006). На основании этих данных можно сделать предположение о возможном сходстве цианобактериальных сообществ солоноватых и соленых озер Южного Забайкалья с озерами Антарктиды. На основе филогенетических данных культуры Суа 1 и Суа 2 были отнесены к роду Phormidium, что соответствует результатам, полученным с помощью микроскопии.

Таблица 8

Ближайшие родственные организмы культур Cyal, Суа 2 и СуаЮ_

Культур Ближайшие родственники Сходство no Номер в

а 16S pPHK,% GenBank

Cyal, Phormidium sp. NIVA-CYA 202 99,2 Z82794

Суа 2 Oscillatoria sp. Ant-G17 98,9 AF263334

Oscillatoria sp. Ant-Salt 98,9 AF263337

Phormidium sp.Ant-Brack-3 98,9 AF263332

Phormidium lumbricale UTCC 476 98,6 AF218375

Phormidiumpseudopristleyi ANT.ACEV5.3 98,9 AY493600

СуаЮ Oscillatoria ci.laetevirens Baja-Osc-1 99,0 AF268490

Phormidium sp. UTCC 487 98,9 AF218376

Наиболее близкими организмами к культуре Суа 10 оказались Oscillatoria cf. laetevirens Baja-Ose-1 (99,0%) и Phormidium sp. UTCC 487 (98,9%) (рис. 5, табл. 8). Оба близкородственных к Суа 10 штамма выделены из минерализованных местообитаний и принадлежат к кластеру, близкородственному Phormidium. На основе полученных данных культура Суа 10 отнесена к роду Phormidium.

Phormidium s p.Ant-Brack-3 — Phormidium lumbricale UTCC 476 Oscillatoria spi Ant-Salt Oscillatoria sp. Ant-G17 Phormidium pseudopristleyi ANT.ACEV5 29j— Phormidium s|i NIVA-CYA 202

I— CYA 1, CYA 2 Oscillatoria acuminata Phormidium ct terebriformis KR2003/2S ~ Oscillatoria sanctaPCC 7515 -Phormidium murrayi ANT.ACEV5.2

32 32

100

81

59

100

68

;c

89:

L_99r

74

79

88 j~

-Microcoleus chthonoplastes PCC7420

100|-Phormidium s p. UTCC 487

56j— Oscillatoria ct laetevirens Baja-Osc-1 L CYA 10

-Oscillatoria neglecta

-Leptolyngtya frígida ANT.MANN1NG.1

- Leptolyngbya antarctica ANT.LH18.1

100 г Leptolyngbya tenerrima UTCC 77 - Leptolyngbya angustata UTCC 473

Cloeobacter violaceus PCC 8105

Рис. 5. Филогенетическое дерево, сконструированное на основе сиквенса гена 16Б рРНК, показывает положение культур Суа 1, Суа 2 и СуаЮ. Масштаб соответствует 2 нуклеотидным заменам на каждые 100 нуклеотидов.

4.5.2. Особенности роста культур в градиентерН - минерализация

Культуры Суа 1 и Суа 2 имели опгимумы роста при рН 9,5 минерализации 1-5 г/л, с диапазоном роста до 100 г/л, что соответствует природным условиям мест обнаружения (рис. 6 А). Значительные отличия физиологических характеристик исследованных культур позволяют предположить, что каждая культура является отдельным экотипом вида Phormidium breve.

Идентичные по морфологическим признакам культуры Суа 5 и Суа 6 проявили себя сходным образом как алкалофильные (диапазон развития при рН 8,5-9,5, оптимум при рН 9,5) и галотолерантные (диапазон роста 0100 г/л NaCl, оптимум роста при 1-20 г/л) организмы (рис. 6 Б). Показано развитие Nodularia при содержании NaCl в среде до 100 г/л, что является интересным, поскольку известные в литературе культуры Nodularia способны развиваться при соленостях не выше морской (Lehtimaki et. all, 200; Moffitt et. all, 2001; Lura et. all, 2005).

О 1 5 10 20 Концентрация NaCI, г/л

Биомасса, отн.ед. о о о о о о Э ГО W -Ь OI ф □ рН 7,5 ШрН 8,5 ОрН 9,5

0 1 10 20 50 Концентрация NaCI, г/л 70 100

А Б

Рис. 6. Выход биомассы культур в градиенте рН - минерализация: А - Суа 2, Б - Суа

Культура Суа 10 имела способность к росту при минерализации от 0 до 50 г/л с оптимумом при 5 г/л; при увеличении минерализации рост угнетался (рис. 7). Наибольший выход биомассы зафиксирован при рН 8,5, при рН 7,5 и 9,5 рост был замедленным.

В результате проведенных экспериментов было показано, что все изученные культуры являлись умеренными алкало-филами, имеющими оптимум развития при рН 8,5-9,5 и способными развиваться при содержании №С1 до 100 г/л.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Исследованные озера в большинстве случаев характеризовались нестабильным водным режимом, обусловленным резко-континентальным климатом Южного Забайкалья. По степени минерализации озера были отнесены к солоноватым и рассолам. Воды большинства исследованных озер относятся к хлоридно-натриевому и гидрокарбонатному-натриевому типам. Значения рН воды находились в щелочной области.

При изучении таксономического состава цианобактерий исследуемых озер | было показано, что наибольшее их количество зарегистрировано в низкоминерализованных озерах, наименьшее - в высокоминерализованных. Списки цианобактерий озер Южного Забайкалья дополнены ранее не обнаруженными видами: Leptolyngbya valderiana, Leptolyngbya voronichniana, Phormidium breve,

0,3 -ci 0,25 О) □ рН 7,5 ОрН 8,5 □ рН 9,5

ь 0,2 о re 0,15 о S 0,1 - |0,05

0 1 5 10 20 50

Концентрация NaCI, г/л

Рис. 7. Выход биомассы культуры Суа 10 в градиенте рН - минерализация

Phormidium retrii, Anabaena bergii, Arthrospira jermeri, Chroococcus minutus, Jaaginemaworonichinii, Pseudanabaenafrígida и Trichodermium lacustre.

Анализ видового состава цианобактерий исследованных озер с помощью коэффициента флористической общности выявил, что в зависимости от физико-химических условий, существующих в озерах, формируются разнотипные микробные сообщества, отличия между которыми выявляются на родовом уровне.

Изучение цианобактериального мата озера Хилганта в лабораторных условиях показало, что оптимальными для роста цианобактерий являлись значения минерализации 1-50 г/л, однако их рост наблюдался вплоть до 100 г/л. При 50-100 г/л NaCl происходила смена сообщества цианобактерий водорослью Dunaliella salina, оптимумом роста которой отмечался при 150200 г/л NaCl. В лабораторном сообществе доминировала Nodularia sp., с оптимумом развития при 50 г/л NaCl. Lepíolyngbya sp. встречалась реже и при невысоких значениях минерализации (оптимум при 1 г/л NaCl). М chthonoplastes, доминирующий в природном мате, в лабораторном не был встречен, так же как и Croococcus minutus.

Исследование скорости образования ОВ в цианобактериальных матах озер показало, что они являются высокопродуктивными системами с максимумом активности при минерализации менее 100 г/л, хотя несколько уступают по продуктивности более стабильным озерам Восточно-Африканской рифтовой зоны. В результате изучения изотопного состава., углерода ОВ было выявлено, что продуценты цианобактериального мата используют углекислоту - продукт микробиологического разложения фитопланктона озера и растительного опада, смываемого с водосбора.

Из проб исследованных озер Южного Забайкалья выделено шесть монокультур цианобактерий. Культуры Суа 1 и Суа 2 отнесены к Phormidium breve, культура Суа 4 принадлежала к виду Pseudanabaena frígida, культуры Суа 5 и Суа 6 принадлежали к группе Nodularia, культура Суа 10 - к роду Phormidium. Все изученные культуры являлись умеренными алкалофилами способными развиваться при минерализации до 100 г/л.

В целом полученные результаты показывают, что в минерализованных озерах -Южного Забайкалья развивается специфичное цианобакгериальное сообщество, приспособленное к условиям резко континентального климата региона

ВЫВОДЫ

1. В исследованных озерах Южного Забайкалья обнаружено 28 видов цианобактерий, 10 из них описано впервые.

2. Микробные маты исследованных озер являются высокопродуктивными системами. Скорость общего фотосинтеза достигала 3860 мг-С/м2-сут, темновой фиксации - 41,4 мг-С/м2-сут, скорость аноксигенного фотосинтеза - 3284 мг-С/м2-сут. Значения изотопного состава углерода органического вещества варьировали от -14,80%о до -30,63%о.

3. Выделено 6 монокультур цианобактерий. Изученные культуры были отнесены к родам РкогткИит, РяесктаЬаепа и ЫосЫапа

4. В зависимости от физико-химических факторов, изученные культуры являлись умеренными алкалофилами, имеющими оптимум развития при рН 8,59,5 и минерализации до 50 г/л. Для культур Суа 5 и Суа 6 впервые показана способность развиваться при минерализации до 100 г/л.

Список опубликованных работ

1. Бадданова ДД Сравнительная характеристика химического состава микробных матов гидротерм и содовых озер Байкальского региона / Д.Д Бадданова, О.М. Калашникова // VIII международная Путинская школа-конференция молодых ученых. - Пущино, 2004. С. 141.

2. Балданова ДД Экофизиология цианобактерий содовых озер Сульфатное и Тором (Южное Забайкалье) / ДД Балданова, А.В. Брянская // Вестник БГУ. Сер. 2. Биология. - Улан-Удэ, 2005. С127-129.

3. Балданова ДД Цианобактерии Байкальского региона и их биохимический потенциал / ДД Балданова, АВ. Брянская, Б.Б. Намсараев // Научный и инновационный потенциал Байкальского региона: материалы V межрегион, науч. конф. молодых ученых. Улан-Удэ: Изд-во БГУ, 2005. С. 5-6.

4. Бадданова ДД. Оптимумы роста термофильных и алкалофильных культур цианобактерий / ДД. Бадданова, АВ. Брянская // X Путинская школа-конф. молодых ученых. - Пущино, 2006. С. 181-182.

5. Балданова ДД. Биологическое ргонообразие комплексного природного заказчика «Агинская степь» / ДД Бадданова, СЛ. Цыбенов // Биоразнообразие экосистем Внутренней Азии: тез. Всерос. конф. с междунар. участием. - Улан-Уда, 2006. Т.1. С. 192-193.

6. Балданова ДД Микробное сообщество содово-соленых озер Онон-Керулейской группы (Забайкалье)/ ДД Балданова, Е.Ю. Абидуева // Биоразнообразие экосистем Внутренней Азии: тез. Всерос. конф. с междунар. участием, Улан-Удэ, 2006. Т. 2. С. 10.

7. Бадданова ДД Анализ видового состава цианобактерий щелочных экосистем Бурятии / ДД Бадданова, АВ. Брянская // Биоразнообразие экосистем Внутренней Азии: тез. Всерос. конф. с междунар. участием. Улан-Удэ, 2006. Т. 2. С. 22-23.

8. Бадданова ДД Анализ видового состава цианобактерий щелочных экосистем Бурятии / ДД Бадданова, АВ. Брянская // Биоразнообразие экосистем Внутренней Азии: тез. Всерос. конф. с междунар. участием. Улан-Удэ, 2006. Т. 2. С. 22-23.

9. Бадданова ДД Таксономическая характеристика доминирующих формы цианобактерий содово-соленых озер Забайкалья и Алтайского края / ДД Балданова, АВ. Брянская, В.Н. Акимов, Б.Б. Намсараев // Микроорганизмы в экосистемах озер, рек и водохранилищ: материалы П Байкальского микробиол. симпозиума с междунар. участием. -Иркутск, 2007. С. 17.

10. Бадданова ДД Влияние минерализации на рост и развитие природного сообщества цианобактерий в содово-соленом озере Хилганга (Южное Забайкалье) / ДД Балданова, АВ. Брянская, Б.Б. Намсараев И Вестник БГУ. Сер. Химия. Улан-Удэ, 2008. Вып. 3. С. 10-14.

11. Бадданова ДД. Морфологическая и таксономическая характеристика цианобактерий содово-соленых озерах Забайкалья / ДД Бадданова, АВ. Брянская // Весгаик БГУ. Сер. Биология. Улан-Уда, 2008. Вып. 4. С. 62-67.

12. Балданова Д.Д. Анализ видового состава цианобактерий содово-соленых озер Забайкалья / Д.Д. Бадданова, А.В. Брянская // Актуальные аспекты современ-

ной микробиологии: молодежная школа-конференция. / Ин-т микробиологии. - М.', 2008. С. 4-6.

13. Балданова Д.Д. Роль цианобактерий в функционировании микробных сообществ содово-соленых озер Забайкалья / Д.Д. Балданова, A.B. Брянская, Б.Б. Намсараев // Материалы III Междунар. науч.-практ. конф. и IV междунар. семинара по российско-монгольскому проекту с участием Программы ООН по окружающей среде. - Улан-Удэ: Изд-во БИП СО РАН, 2008. С. 61-63.

14. Цыренова (Балданова) Д.Д. Таксономический спектр цианобактерий солоноватых и соленых озер Южного Забайкалья / Д.Д. Цыренова, Б.Б. Намсараев, A.B. Брянская// Вестник БГУ. Сер. Биология. Улан-Удэ, 2008. С. 105-108.

15. Цыренова (Балданова) Д.Д. Гидрохимические исследования солоноватых и соленых озер Южного Забайкалья / Д.Д. Цыренова, A.B. Брянская, В.В. Хахинов // Вестник БГУ. Сер. Химия. Улан-Удэ, 2009. С. 17-20.

16. Цыренова (Балданова) Д.Д. Гидробиологические исследования содово-соленых озер Забайкалья / Д.Д. Цыренова, A.B. Брянская, Б.Б. Намсараев // Известия Иркутского государственного университета. Сер. Биология. Экология. Иркутск, 2009 (в печати).

17. Цыренова (Балданова) Д.Д. Сезонные изменения гидрохимических и микробиологических показателей содового озера Белое (Оронгойское) (Западное Забайкалье) / Д.Д. Цыренова, Б.С. Цыренов, Е.Ю. Абидуева, В.Б. Дамбаев, Б.Б. Намсараев // География и природные ресурсы. Иркутск, 2009 (в печати).

Подписано в печать 09.04.09. Формат 60x84 1/16. Усл. печ. л. 1,2. Тираж 100. Заказ № 391.

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

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Цыренова, Дулма Доржиевна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Характеристика солоноватых и соленых озер аридных зон нашей 8 планеты

1.2. Состояние изученности, биологическая и физико-химическая 17 характеристика солоноватых и соленых озер Южного Забайкалья

1.3. Структура и функционирование микробных сообществ 30 экстремальных экосистем

1.4. Алкалофильные цианобактериальные сообщества водных 33 экосистем Забайкалья

1.5. Основные свойства цианобактерий. Морфология. Физиология. 38 Биохимия

1.6. Обзор методов изучения цианобактерий

2.3. Радиоизотопный метод определения скорости продукции 50 органического вещества цианобактериальных матов

2.4. Методы исследования изотопного состава углерода циано- 50 бактериальных матов

2.5. Методы идентификации цианобактерий

2.5.1. Классические методы

2.5.2.Молекулярно-биологичские методы

2.6. Методы выделения культур цианобактерий

2.7. Изучение особенностей роста цианобактерий в градиенте рН — 60 минерализация

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

ГЛАВА 2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Физико-химические методы исследования водоемов

2.2. Методы отбора проб

ГЛАВА 3. ОБЪЕКТЫ И ПРЕДМЕТ ИССЛЕДОВАНИЯ

3.1. Объекты исследования

3.2. Предмет исследования

ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ОБСУЖДЕНИЕ

4.1. Физико-химическая характеристика исследуемых водоемов

4.2. Химическая характеристика донных осадков исследуемых водоемов

4.3. Определение видового состава цианобактерий исследуемых водоемов

4.4. Анализ видового состава цианобактерий

4.4.1. Особенности роста лабораторного цианобактериального 78 сообщества озера Хилганта в градиенте рН — минерализация

4.4.2. Анализ видового состава цианобактерий с помощью 82 коэффициента флористической общности Жаккара

4.5. Функциональная активность продуцентов исследуемых озер

4.5.1.Общая численность микроорганизмов, биомасса и содержание 87 хлорофилл а

4.5.2. Скорости продукционных процессов в цианобактериальных 88 матах

4.5.3. Изотопный состав цианобактериальных матов 90 4.6. Экофизиология и систематическое положение цианобактерий

4.6.1. Филогенетическая характеристика культур цианобактерий

4.6.2. Особенности роста культур цианобактерий в градиенте рН — 97 минерализация

Введение Диссертация по биологии, на тему "Видовой состав и экофизиология цианобактерий солоноватых и соленых озер Южного Забайкалья"

Актуальность < проблемы- Солоноватые и соленые озера; сочетающие экстремально высокие значения рН с повышенными концентрациями солей вплоть до насыщения,, стали в; последнее время объектом интенсивного^ изучения. Это связано, прежде всего, с тем, что такие озера считаются центрами возникновения^ микробного разнообразия и местами сохранения уникальных реликтовых микробных сообществ, основными доминантами в которых являются цианобактерии (Заварзин, 1993; Герасименко и др., 1996; Заварзин, Жилина, 2000). Цианобактерии играют ключевую роль в геохимии галинных систем и вносят значительный вклад в. циклы основных биогенных элементов; поскольку являются, главным/ источником органического? вещества (Дубинини др., 1995; Заварзин; 2007; Герасименко; 2007).

Южное Забайкалье: богато- многочисленными., солоноватыми и солеными, озерами. Формированию) этих озер* благоприятствует мелкосопочный' рельеф с большим; количеством: депрессий- и полуаридный климат, способствующий испарительному концентрированию поверхностных вод (Содовые озера.1991; Власов;.Филиппова, 1993; Дзюба и др., 2005). Многие из этих озер изучены в геохимическом, гидрологическом и микробиологическом отношении (Кулырова, 1999; Брянцева, 2000; Банзаракцаева, 2002; Будаева; 2002; Сыренжапова, 2004; Дамбаев, 2004; Ешинимаев, 2006; Калашникова, 2006; Намсараев,. Намсараев, 2007; Сорокин, 2007; Болдарева; 2008). В некоторых из этих озер исследовано разнообразие цианобактерий; изучены скорости продукционных и деструкционных процессов в цианобактериальных матах (Герасименко и др., 2003; Брянская, 2002; Компанцева и др., 2005). Однако выделение чистых культур цианобактерий^ и изучение их систематического положения молекулярно-биологическими методами ранее для озер Южного Забайкалья не проводилось.

Целью настоящей работы являлось изучение видового состава и , экофизиологии цианобакгерий солоноватых и соленых озер Южного Забайкалья. Вхвязи с этим были поставлены следующие задачи:

1. Изучить физико-химические характеристики среды обитания цианобактерий.

2. Определить видовой состав и продуктивность цианобактериальных сообществ.

3. Выделить монокультуры цианобактерий, определить, их таксономическое и филогенетическое положение.

4. Изучить влияние физико-химических факторов на рост и развитие цианобактерий.

Научная новизна. Впервые проведено- комплексное исследование видового разнообразия и экофизиологии цианобактерий солоноватых и соленых озер Южного Забайкалья. Выявлено 28 видов цианобактерий, ТО из которых ранее отмечены не были. Показано, что в зависимости1 от физико-химических условий, существующих в исследованных озерах, формируются разнотипные микробные сообщества, отличия между которыми выявляются на- родовом уровне. Для более точного определения систематического положения цианобактерий озер Южного Забайкалья впервые в совокупности были использованы микроскопические, культуральные и молекулярно-биологические методы.

Теоретическая значимость. Полученные результаты расширяют представление о разнообразии цианобактерий в озерах Южного Забайкалья и их функциональной роли в этих экосистемах. Выявленные закономерности распространения и физиологической активности цианобактерий предоставляют возможность, прогнозировать изменения в составе и структуре микробных сообществ исследованных озер.

Практическая' ценность. Результаты исследований физико-химических характеристик озерных вод могут быть использованы для проведения экологического мониторинга солоноватых и соленых озер

Южного Забайкалья, а также для бальнеологической оценки озерных систем. Выделенные и описанные культуры цианобактерий дополнят коллекцию микроорганизмов-экстремофилов экосистем Забайкалья и могут быть использованы в биотехнологии в качестве продуцентов биологически активных веществ.

Апробация работы. Результаты исследований были доложены автором на V межрегиональной научной конференции молодых ученых «Научный и инновационный потенциал Байкальского региона», Улан-Удэ, 2005; Всероссийской конференции с международным участием «Биоразнообразие экосистем Внутренней Азии», Улан-Удэ, 2006; Всероссийской конференции молодых ученых «Экология в современном мире: взгляд научной молодежи», Улан-Удэ, 2007; Второмj Байкальском микробиологическом симпозиуме с международным участием «Микроорганизмы в экосистемах озер, рек и водохранилищ», Иркутск, 2007; Молодежной школе-конференции «Актуальные аспекты современной! микробиологии», Москва, 2008.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 15 работ, 2 в печати.

Структура и объем работы: Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания методов, объектов и предмета исследования, результатов и обсуждения, заключения, выводов, списка цитируемой

Заключение Диссертация по теме "Экология", Цыренова, Дулма Доржиевна

выводы

1. Исследованные озера- Южного Забайкалья в большинстве случаев характеризовались нестабильным водным режимом, обусловленным резко-континентальным климатом Южного Забайкалья: По степени минерализации озера были отнесены к солоноватым и рассолам. Воды большинства исследованных озер относились к хлоридно-натриевому и гидрокарбонатному-натриевому типам. Значения рН воды< находились в щелочной области.

2. В озерах было обнаружено 28 видов цианобактерий: наибольшее их количество зарегистрировано, в низкоминерализованных озерах, наименьшее - в высокоминерализованных. Списки цианобактерий Южного г Забайкалья дополнены 10-ю ранее не обнаруженными видами: Leptolyngbya valderiana; Leptolyngbya voronichniana, Phormidium breve, Phormidium retzii, Anabaena bergii, Arthrospira jenneri, Chroococcus minutus,, Jaaginema woronichinii, Pseudanabaena frigida и Trichodesmium lacustre:

3. Анализ видового состава цианобактерий исследованных озер с помощью, коэффициента флористической общности показал, что в зависимости от физико-химических условий, существующих в озерах, формируются^ разнотипные микробные сообщества, отличия между которыми^' выявляются на родовом уровне.

4. Микробные маты исследованных озер Южного Забайкалья являютсяs высокопродуктивными системами. Скорость фотосинтеза составляла 18,4л *

3860 мгС/м -сут, темновой фиксации - 1,45-41,4 мгС/м -сут, скорость л аноксигенного фотосинтеза - 0,46-3284 мгС/м -сут.

5. Значения изотопного состава углерода органического вещества (8,3С от -14,80%о до -30,63%о) показывают, что продуценты цианобактериального мата используют углекислоту — продукт микробиологического разложения фитопланктона озера и растительного опада.

6. Выделено шесть монокультур цианобактерий. Изученные организмы являлись умеренными алкалофилами, имеющими оптимум развития при рН 8,5-9,5 и минерализации до 50 г/л. Культуры Суа 1, Суа 2 и Суа 10 отнесены к роду Phormidium. Суа 4 отнесена к виду Pseudanabaena frigida. Суа 5 и Суа 6 являлись представителями рода Nodularia и имели способность развиваться до 100 г/л, что ранее не отмечалось для этого рода.

112

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Исследованные озера в большинстве случаев характеризовались нестабильным водным режимом, обусловленным резко-континентальным климатом Южного Забайкалья. По значению минерализации большинство озер (озера- Белое, Сульфатное, Соленое, Верхнее Белое, Ехэ Тором, Зун Холво и Зун Торей) являлись солоноватыми (содержание солей 1-25 г/л). Вода озера Хилганта в водный период (1998 г.) относилась к водам с морской соленостью (25-50 г/л). Озера Цаган Нуур, Борзинское, Бабье и иловые воды озер Горбунка и Хилганта являлись рассолами (свыше 50 г/л). Значения- рН воды находились в щелочной области; Все озера в большинстве- случаев> характеризовались нестабильным, водным режимом, обусловленным резкоконтинентальным климатом Южного Забайкалья, что резко отличает данные озера" от более стабильных содовых озер Восточно-Африканской рифтовой зоны (Grant et al., 1990).

При изучении таксономического состава цианобактерий исследуемых озер было обнаружено 28 видов цианобактерий. Наибольшее их количество зарегистрировано в низкоминерализованных озерах, наименьшее - в высокоминерализованных. Списки цианобактерий озер Южного Забайкалья дополнены ранее не обнаруженными видами, относящимся к родам Leptolyngbya, Phormidium, Anabaena, Arthrospira, Chroococcus, Jaaginema,' Pseudanabaena и Trichodermium.

Анализ видового состава цианобактерий исследованных озер с помощью коэффициента флористической общности выявил, что в зависимости от физико-химических условий, существующих в. озерах, формируются разнотипные микробные сообщества, отличия между которыми выявляются на родовом уровне.

Изучение цианобактериального мата озера Хилганта в лабораторных условиях показало, что оптимальными для роста цианобактерий являлись значения минерализации 1-50 г/л, однако их рост наблюдался вплоть до 100 г/л. При 50-100 г/л NaCI происходила смена сообщества цианобактерий водорослью ^Dunaliella salina, оптимумом роста которой отмечался-при 150200 г/л NaCI. В лабораторном сообществе доминировала Nodularia sp., с оптимумом развития при 50 г/л NaCI. Leptolyngbya sp. встречалась реже и при невысоких значениях минерализации (оптимум при 1 г/л NaCI). М chthonoplastes, доминирующий в природном мате, в лабораторном не был встречен, так же как и Croococcus minutus.

Исследование скорости образования' органического вещества в цианобактериальных матах озер показало, что они являются высокопродуктивными системами1 с максимумом активности при минерализации до 100 г/л, хотя несколько • уступают по продуктивности5 более стабильным озерам Восточно-Африканской рифтовой зоны» (Намсараев, Намсараев,. 2007). В результате изучения изотопного, состава углерода органическое вещество было выявлено, что продуценты^ циано бактериального мата используют углекислоту — продукт t микробиологического разложения фитопланктона озера и растительного опада, смываемого с водосбора.

Из проб исследованных озер Южного Забайкалья выделено, шесть монокультур цианобактерий. Все изученные культуры являлись умеренными алкалофилами способными развиваться при минерализации до 100 г/л. Культуры Суа 1 и Суа 2 отнесены к Phormidium breve, культура Суа 4 принадлежала к виду Pseudanabaena frigida. Культуры Суа 5 и Суа 6 принадлежали к группе Nodularia, для которых впервые была установлена t способность к росту при соленостях выше морской. Культура Суа 10 - к роду Phormidium.

В целом полученные результаты показывают, что в минерализованных озерах Южного Забайкалья развивается специфичное цианобактериальное сообщество, приспособленное к условиям, резко континентального климата региона. , I

110

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Цыренова, Дулма Доржиевна, Улан-Удэ

1. Алекин О.А., Семенов А.Д., Скопинцев Б.А. Руководство по химическому анализу вод суши. — Л: Гидрометеоиздат, 1973. 269 с.

2. Ананьевская М. П., Щекатурина Л. Г. Руководство по химическому анализу воды. Новочеркасск: Редакционно-издательский отдел НПИ, 1960. —106 с.

3. Андреюк Е.И., Коптева Ж.П., Занина В.В. Цианобактерии. Киев: Наук, думка, 1990.-200 с.

4. Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1970. - 481 с.

5. Атлас Забайкалья (Бурятская АССР и Читинская область). М.Иркутск: Управление геодезии и картографии, 1967. - С. 25-75.

6. Балданова (Цыренова) Д.Д., Брянская А.В. Структура и видовой состав фототрофного сообщества источника Змеиный (Чивыркуйский залив) // Четвертая Верещагинская байкальская конференция. — Иркутск, 2005'. — С. 10-11.

7. Банзаракцаева Т.Г. Распространение и активность бактерий — деструкторов в содовых озерах Забайкалья в зависимости от экологических условий. Автореферат. . .канд. биол. наук. Улан-Удэ: БГУ, 2002. - 20 с.

8. Барашков Г.К. Сравнительная биохимия водорослей. М.: Изд-во «Пищевая промышленность», 1972. — 336 с.

9. Бархутова Д.Д., Намсараев Б.Б. Микроорганизмы содовых озер Забайкалья // Биоразнообразие Байкальской Сибири. Новосибирск: Наука. Сибирская издат. фирма РАН, 1999. - С. 42-49.t

10. Белькова H.JL Таксономическое разнообразие микробного сообщества водной^ толщи озера Байкал. Автореферат дисс. на соиск. уч. степени кандидата биологических наук. Владивосток, 2004 г. - С. 20.

11. Борисенко И:М., Замана JI.B. Минеральные, воды Бур. АССР.— Улан-Удэ: Бурят, кн. изд-во, 1978-С. 154-161.

12. Бочка А.Б. Водоросли водоемов Баргузинского биосферного государственного природного заповедника (Россия): Автореферат дис. канд. биол. наук. Киев, 1995. - 18 с.

13. Брагинский Л.П. Принципиальное препятствие к применению химического метода борьбы с "цветением" воды в водохранилищах // Водные ресурсы, 1977. №2. - С.5,-16.

14. 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.

15. Брянцева И: А. Аноксигенные фототрофные бактерии содовых озер Юго-Восточного Забайкалья: Автореф. дис. канд. биол. наук М:, 2000. - 23 с.

16. Болдарева Е.Н. Аэробные аноксигенные фототрофные бактерии щелочных местообитаний: Автореферат. канд. биол. наук. — Москва, 2008. 26с.

17. Бульон В.В. Первичная продукция планктона внутренних водоемов. -Л.: Наука, 1983.- 150 с.

18. Бутырин П.Н. Горько-соленые озера Бурят-Монгольской республики и их промышленное значение. Очерк. — Верхнеудинск, 1925. — 22 с.

19. 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. C.69J

20. Водоросли. Справочник / Вассер С. П., Кондратьева Н. В:, Масюк Н. П: и др.--Киев: Наук, думка, 1989. С. 170-188.

21. Геохимия и гидрохимия природных вод Восточной Сибири / Отв. ред. Н.А. Власов. Иркутск, 1973. - 216 с.

22. Галимов Э.М. Природа биологического фракционирования изотопов.

23. М.: изд-во «Наука», 1981. 247 с.

24. Герасименко JI.M., Заварзин Г.А. Реликтовые цианобактериальныесообщества // Проблемы доонтропогенной эволюции биосферы / Отв. Ред.

25. А.Ю. Розанов. М.: Наука, 1993. С. 222-254.

26. Герасименко JI.M., Дубинин А.В, Заварзин Г.А. Алкалофильные цианобактерии содовых озер Тувы и их экофизиология // Микробиология, 1996. Т.65. - №6. - С. 844-849.

27. Герасименко Л.М., Намсараев Б.Б., Митюшина Л.Л. и др. Маты

28. Microcoleus из алкалофильных и галофильных сообществ // Микробиология, 2003.-Т. 72.-№1.-С. 84-92.

29. Герасименко Л.М. Алкалофильные оксигенные фотосинезирующие организмы / Труды института микробиологии им. С.Н. Виноградского. Вып. 14: Алкалофильные микробные сообщества / отв. Ред. В.Ф. Гальченко. — М.: Наука, 2007.-С. 88-157.

30. Гидрогеология СССР. -М.: «Недра». Т. XXII, 1970. -С. 34-36.

31. Голлербах М.М., Косинская Е.К., Полянский В.И. Определитель пресноводных водорослей СССР.- М.: Госуд. Изд-во «Советская наука», 1953.- Вып. 2.-398 с.

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

33. Горленко В.М'. Аноксигенные фототрофные бактерии- содовых озер // Труды института микробиологии им. С.Н. Виноградского. Алкалофильныемикробные сообщества / отв. Ред. В.Ф. Гальченко. М.: Наука, 2007. Вып. 14. - С. 225-257.

34. Громов Б.В., Павленко Г.В. Экология бактерий. JL: Изд-во ЛГУ, 1987.- 248 с.

35. Громов Б.В. Цианбактерии в биосфере. Энциклопедия «Современное естествознание». Т. 2. М.: Издательский дом Магистр-пресс, 2000. С. 307.

36. Гусев М.В., Никитина К.А. Цианобактерии (физиология и метаболизм).- М.: Наука, 1979. 227 с.

37. Дедусенко-Щеголева Н.Т., Матвиенко A.M., Шкорбатов JI.A. Определитель пресноводных водорослей СССС. — M.-JL: Изд-во АН СССР, 1959.-Вып.8.-229 с.

38. Дзенс-Литовский А.И. Соляные озера СССР и их минеральные богатства. Ленинград: «Недра» ЛО, 1968. - 119 с.

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

40. Догадина Т.В., Кишинец Н.В. Материалы к флоре водорослей Баргузинского заповедника и гидробиологгические исследования в заповедниках СССР. -М., 1989.-С. 141-142.

41. Дубинин А.В., Герасименко Л.М., Заварзин Г.А. Экофизиология и видовое разнообразие цианобактерий содового озера Магади // Микробиология, 1995. Т.64. - С. 845-849.

42. Еленкин А.А. Синезеленые водоросли СССР. Специальная часть. М. — Л.: Изд-во АН СССР, 1949. - Вып.2. - С 990.

43. Есиков А.Д. Масс-спектрометрический анализ природных вод. М.: Наука, 1980.-294 с.

44. Забелина М.М., Киселев И.А., Прошкина-Лавренко А.И. Определитель пресноводных водорослей СССР. М.: Госуд. изд-во «Советская наука», 1951.- Вып.4. -618 с.

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

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

47. Заварзин Г.А., Жилина Т.Н., Кевбрин В.В. Алкалофильное микробное сообщество и его функциональное разнообразие // Микробиология, 1999. Т.68. № 5. - С. 579-600.

48. Заварзин Г.А., Жилина Т.Н. Содовые озера — модель древней биосферы континентов // Природа, 2000. №2. - С. 45 - 53.

49. Заварзин Г.А. Лекции по природоведческой микробиологии / Г.А. Заварзин; Отв. Ред. Н.Н. Колотилова; Ин-т микробиологии. — М.:. Наука, 2003.-348 с.

50. Заварзин Г.А. Образование1 содовых условий как глобальный процесс. / Труды института микробиологии им. С.Н. Виноградского. Вып. 14: Алкалофильные микробные сообщества / отв. Ред. В.Ф. Гальченко. М.: Наука, 2007. - С. 8-57.

51. Зверев В.Н. Месторождения соли в Восточной Сибири // Естественные и производительные силы России. 1924. - Т.4. - Вып.35. - 74 с.

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

53. 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.

54. 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.

55. Кожова О.М., Шастина Н.А., Заусаева Н.А. К методике определения объемов клеток фитопланктона // Экологические исследования* водоемов» Сибири. Иркутск, 1978.- С. 110 - 123.

56. Кокшарова О.А. Цианобактерии: перспективные объекты научного исследования'и биотехнологии // Успехи современной биологии, 2008. Том. 128.-№ 1.-С. 3-20.

57. Колмаков В.И. Методы предотвращения массового развития цианобактерии Microcystis aeruginosa Kutz emend. Elenk. в водных системах // Микробиология, 2006. Т.75. № 2. - С. 149-153".

58. Колмаков В.И. Токсичное «цветение» воды континентальных водоемов: глобальная опасность и методы ликвидации / Экология и мы, 2007.

59. Компанцева Е.И., Сорокин Д.Ю., Горленко В.М., Намсараев Б.Б. Фототрофное сообщество соленого щелочного озера Хилганта (Юго-Восточное Забайкалье) // Микробиология, 2005 г. Т. 74. - №3. - С.410-419:

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

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

62. Кузнецов С.И. Микрофлора озер и ее геохимическая деятельность. — JL: Наука, 1970. 440 с.

63. Кузнецова Н.И., Азизбекян P.P., Конюхов И.В., Погасян С.И., Рубин А.Б. Подавление процессов фотосинтеза цианобактерий и планктонных водорослей метаболитами бактерий Brevibacillus laterosporus // Доклады Академии Наук, 2008. Том 421. - № 2. - С. 262-266.

64. Кулырова А.В. Влияние условий среды обитания на распространение и, активность микроорганизмов содовых озер Южного Забайкалья: Дис. канд. биол. наук. Улан-Удэ, 1999. - 136 с.

65. Малышев Л.И. Флористические спектры Советского Союза // История флоры и растительности Евразии. Л.: «Наука», 1972. - С. 17-40.

66. Митыпова Т.Н. Разнообразие аэробных и факультативно-анаэробных оргпнотрофных бактерий содово-соленых озер Забайкалья и Монголии. Автореф. дис. канд. биол. наук —У-У., 2006. 23 с.

67. Моисеенко Т.И., Ганшина НА. Факторы формирования химического состава вод малых озер // Доклады академии наук, 2005, Т. 401. - №6. - С.802-807.

68. Напрасникова. В.Т. Физико-географическая характеристика озер Забайкалья // Записки Забайкальского филиала географического общества. — Чита: СССР, 1972. С. 85-91.

69. Обожин В.Н., Богданов В.Т., Кликунова О.Ф. Гидрохимия рек и озер Бурятии. Новосибирск: Изд-во «Наука» СО, 1984. - 150 с.

70. Паллас С.П. Путешествие по разным провинциям Российской империи в 1768-1773 гг. // Изд-во АН Спб, 1783-1788. 198 с.

71. Пименов Н.В., Зякун А.М., Прусакова Т.С., Лунина O.R, Иванов М.В. Использование 13С минерального углерода для измерения продукции органического вещества в водоемах. Микробиология, 2008. Т. 77. № 2. С. 261-265.

72. Пиневич А.В., Аверина С.Г. Оксигенная фототрофия. С-Пб.: С.-Петербургский университет. — 2002.

73. Полевой практикум по водной микробиологии и гидрохимии: Методическое пособие / Намсараев Б.Б., Бархутова Д.Д., Хахинов В.В; Отв. Ред. М.Б.Вайнштейн. — Москва Улан-Удэ: Издательство Бурятского госуниверситета, 2006. — 68 с.

74. Посохов В.В. Происхождение содовых вод в природе. — Л.: Гидрометеоиздат, 1969: — 332 с.

75. Практикум по микробиологии. Учеб. пособие для студентов высш. учеб. заведений / А.И. Нетрусов, МА. Егорова, Л.М., Захарчук и др.; Под ред. А.И Нетрусова. М.: Издательский центр «Академия», 2005. — 607 с.

76. Прозоров. А.А. Альтруизм в Мире бактерий? // Успехи современной биологии, 20021 Том 122. - №5. - С.403-413.

77. Сорокин Д.Ю. Натрофильные аэробные хемолитотрофные бактерии содовых озер / Труды института микробиологии им. С.Н. Виноградского. Вып. 14: Алкалофильные микробные сообщества / отв. Ред. В.Ф. Гальченко. М.: Наука, 2007. - С. 258-275.

78. Суворов И.Н. Борзинское соленое озеро // Фонды ИГУ, 1923. 98 с.

79. Сыренжапова А.С. Сезонные и межгодовые изменения активности микроорганизмов высокоминерализованных содово-соленых озер Онон-Керуленской группы: Автореферат. .канд. биол. наук., Улан-Удэ: БГУ, 2004. -19 с.

80. Семитахов М.А., Раабен М.Е., Сергеев В.Н. и др. Биотические события и положительная изотопная аномалия'карбонатного углерода 2,3-2,06 млрд. лет тому назад // Стратиграфия. Геохимическая корреляция, 1999. Т.7. - №5. - С. 3-27.

81. Содовые озера Забайкалья. Экология и продуктивность / Л.И. Локоть и др. / Отв. ред. А.Ф. Алимов. Новосибирск: «Наука» СО, 1991. - 214 с.

82. Тарасова Е.Н Компоненты трофического статуса в водах озер Байкал, Хубсугул и Телецкое // Сибирский экологический журнал, 1998. Вып.5. - С. 383-390.

83. Теппер Е.З., Шильникова В.К., Переверзева Г.И. Практикум по микробиологии. -М.: Колос, 1993. 174 с.

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

85. Федоров В.Д. О методах фитопланктона и его активности. — М., Изд-во Моск. ун-та, 1979.- 168 с.

86. Франк-Каменецкий А. Г. Горько-соленые озера Бурятии как база химической промышленности. Иркутск, 1927. — 8 с.

87. Ханхасаева С.Ц., Батоева А.А. Определение основных характеристик природных вод. Улан-Удэ: Изд-во БГУ, 2001. - 64 с.

88. Шагжина А.П., Балданова (Цыренова) Д.Д. Разнообразие азотфиксаторов термального источника Горячинск (Бурятия) // Актуальные аспекты современной микробиологии: Сб. научн. Тр. / Институт микробиологии им. Виноградского РАН. Москва, 2005. - С. 66.

89. Abd-el-Malek Y., Rizk S.G. Bacterial sulfate reduction and development of alkalinity. III. Experiments under natural conditions in the Wadi Natrum // J. Appl. Bacteriol, 1963. Vol. 26. - P. 20-26.

90. Ausubel F.H., R. Brent, R. E. Kingston, D. D. Moore, J. G. Seidman, J. A. Smith and K. Struhl. 1994. Current protocols in Molecular Biology. John Wiley and Sons, Inc., New York, N.Y, 1994.

91. 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.

92. Coombs J.T. and Franco C.M. Isolation and identification of actinobacteria from surface-sterilized wheat roots. Appl. Environ. Microbiol. 69,2003. P. 5603-5608.

93. Cloern J.E., Cole D.E., Oremland R.S. Auttotrophic processes in meromictic Big SODA Lake, Nevada // Limnol. And Oceanogr. 1983. Vol.28. P.1049-1061.

94. Caffrey J.M., Monahan С. Filamentous algal control using barley straw // Hydrobiologia, 1999. -V. 415. P.315-318.

95. Casamatta D.A., Johansen J.R., Vis M.L., Broadwater S.T. Molecular and morphological characterization of ten polar and near-polar strains within the Oscillatoriales (Cyanobacteria) // J. Phycol, 2005. V. 41. - P. 421-438.

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

97. 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.

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

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

100. 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:

101. Jones B.E., Grant W.D., Collins N.C., Mwatha W.E. Alkaliphiles: diversity and identification // Bacterial diversity and systematics. Pries FG, Ramos-Cormensana A, Tindall B.J. (eds). Plenium, 1977. -N. Y. - P. 195-229.

102. Jones, B.E., Grant, W.D., Duckworth, A.W., Owenson, G.G. (). Microbiol diversity of soda-lakes. Extremophiles, 1998. Vol. 2, P. 191-200.

103. Kilham P. Pelagic bacteria: extreme* abundance in African saline lakes // Naturwissenschaften, 1981. Vol. 67. - P. 380-381.

104. Komarek J., Anagnostidis K. Cyanoprokariota 2. Teil:Oscillatoriales // Siisswasserflora von Mitteleuropa / B. Budel, G. Gartner, L. Krienitz, M. Schagerl (Hrsg.), 2007. Bd. 19/2. 759 p.

105. Komarek J., Anagnostidis K. Cyanoprokariota 1. Teil: Chroococcales I I Siisswasserflora von Mitteleuropa / Eds. Ettl H., Gartner G., Heynig H., Mollenhauer D. Jena, Stuttgard, Lubeck, Ulm; G.Fischer, 1999. Bd. 19/1. 548 p.

106. Nadeau T.-L., Milbrandt E.C. and Castenholz R.W. Evolutionary relationships of cultivated Antarctic oscillatorians (Cyanobacteria) // J. Phycol, 2001. Vol. 37. No. 4. P. 650-654.

107. 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.

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

109. 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.

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

111. Taton A., Grubisic S., Ertz D., Hodgson D.A., Piccardi R., Biondi N., Tredici M., Mainini M., Losi D., Marinelli F., Wilmotte A. Po;yphasic study of antartic cyanobacterial strains // J/Phycol. 2006.

112. Xiaoqiang Wu, Aliza Zarka, Sammy Boussiba. A simplified protocol for preparing DNA from filamentous cyanobacteria // Plant Molecular Biology reporter, 2000. V. 18. - P. 385-392.

113. Van de Peer Y and De Wachter R TREECON for Windows: a software package for the construction and drawing of evolutionary trees for the Microsoft Windows environment. //Comput Appl Biosci, 1994. V.10. - P.569-570.

114. 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, 2004.-V. 541.-P. 189.

115. Wiegel J. Anaerobic alkalithermophiles, a novel group of extremophiles // Extremophiles. 1998.- V.2. P. 257-267.

116. Willen E., Ahlgen G., Sodelhielm A-C. Toxic cyanophytes in three Swedish lakes: Pap. 27th. // Verh.: Int. Ver. theor. and andrew. Limnol., 2000.-27. №1. - P. 560-564.U