Влияние СВЧ- и КВЧ-излучения на гетеротрофных и фототрофных партнеров смешанных культур микроорганизмов

Лукьянов, Александр Андреевич

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Влияние СВЧ- и КВЧ-излучения на гетеротрофных и фототрофных партнеров смешанных культур микроорганизмов
ВАК РФ 03.00.25, Гистология, цитология, клеточная биология

Автореферат диссертации по теме "Влияние СВЧ- и КВЧ-излучения на гетеротрофных и фототрофных партнеров смешанных культур микроорганизмов"

На правах рукописи

УДК 621.371

ЛУКЬЯНОВ Александр Андреевич 003053Т50

ВЛИЯНИЕ СВЧ- И КВЧ-ИЗЛУЧЕНИЯ НА ГЕТЕРОТРОФНЫХ И ФОТОТРОФНЫХ ПАРТНЕРОВ СМЕШАННЫХ КУЛЬТУР МИКРООРГАНИЗМОВ

03.00.25

гистология, цитология, клеточная биология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва - 2007

003053750

Работа выполнена на кафедре физиологии микроорганизмов биологического факультета Московского государственного университета им. М.В Ломоносова

Научный руководитель-

доктор биологических наук,

профессор Тамбиев Александр Хапачевич

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук Степанов Алексей Львович

доктор биологических наук Никитин Денис Иванович

Ведущая организация:

Российский государственный аграрный университет - МСХА им. К.А. Тимирязева

Защита диссертации состоится « 20 » марта 2007 г. в 15 ч. 30 мин. на заседании Диссертационного совета Д 501.001.052 при Московском государственном университете им. М.В.Ломоносова по адресу: 119992, Москва, ГСП-2, Ленинские горы, д. 1, корп. 12, МГУ им. М.В. Ломоносова, биологический факультет, ауд. М-1, тел./факс (095) 939-18-27

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке биологического факультета Московского государственного университета.

Приглашаем Вас принять участие в обсуждении диссертации на заседании Диссертационного совета. Отзывы на автореферат в 2-х экземплярах просим направить по адресу. 119992, Москва, ГСП-2, Ленинские горы, д. 1, корп. 12, МГУ им. М.В. Ломоносова, биологический факультет.

Ученый секретарь Диссертационного совета Д.501.001 052 при МГУ им М В.Ломоносова

Автореферат разослан

кандидат биологических наук

Е Н Калистратова

ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы Электромагнитное излучение (ЭМИ) является физическим фактором среды, который оказывает существенное влияние на различные живые организмы. Естественных источников электромагнитного излучения в СВЧ- и КВЧ-диапазонах на Земле не существует, однако, техногенные источники, количество и мощности которых постоянно растут, уже сейчас позволяют говорить о ЭМИ в этих диапазонах, как о важном техногенном факторе окружающей среды, влияющим на стабильность экосистем.

Миллиметровое излучение активно используется в медицине, биологии и химии. К настоящему времени известно много исследований влияния ЭМИ миллиметрового диапазона низкой (нетепловой) интенсивности (КВЧ-излучение) на микроорганизмы [Исаева, 1991; Реброва, 1992; Ли и др., 2003]. Описано влияние на различные физиологические процессы и свойства у микроорганизмов: клеточное деление, морфологические признаки, скорость роста, выход биомассы, ферментативную активность и др.

Исследования, проведенные в нашей лаборатории в течение ряда лет по влиянию КВЧ-излучения на метаболизм фотосинтезирующих организмов, выявили его стимулирующее действие на ряд физиологических процессов [Тамбиев и др., 1998; Tambiev et al, 2000; Тамбиев и др., 2003]. Необходимо отметить, что КВЧ-излучение можно отнести к сверхслабым воздействиям, так как количество поглощаемой объектом энергии ничтожно мало, но его влияние на живые объекты бывает впечатляющим, например, стимуляция выхода биомассы у цианобактерии Spirulina platensis может быть выше в два и более раза. Влияние КВЧ-излучения на биологические объекты имеет, как правило, резонансный характер, то есть частотную, временную и мощностную зависимость [Тамбиев и др., 2003].

ЭМИ сантиметрового диапазона (СВЧ-излучение) находит применение в медицине и микробиологии [Wu, 1994]. Многие исследователи использовали СВЧ-излучение для подавления роста микроорганизмов при стерилизации всевозможных объектов [Shin et al, 1997; Rosaspina et al, 1994]. Есть сведения о стимулирующем действии этого излучения на некоторые микроорганизмы в случаях, когда нагревание объектов не происходило или сводилось к минимуму [Булина и др., 1997; Rai et al, 1999].

Цианобактерии и эукариотные зеленые микроводоросли являются широко распространенными объектами научных исследований, по физиологии которых существует обширная литература [Кондратьева и др., 1989; Гусев, Минеева, 2003]. Ряд их представителей являются перспективными объектами фотобиотехнологии благодаря значительному содержанию в клетках белка, полиненасыщенных жирных кислот, ß - каротина, витаминов и др. соединений, а также минеральному составу [Vonshak et al., 1987; Henrikson, 1994; Borowitzka et ed., 1999]. Пластичность метаболизма цианобактерии позволяет получать биомассу, обогащенную отдельными микроэлементами, путем направленного изменения условий культивирования, что используется, например, при создании биологически активных добавок [Минюк, 1999; Блинкова, 2001; Пронина и др., 2002; Тамбиев и др., 2006].

Актиномицеты относятся к грамположительным бактериям и являются составной частью наземных экосистем. Среди микроорганизмов они отличаются непревзойденной способностью к образованию биологически активных соединений разнообразного химического строения и биологического действия [Зенова, 1992]

В последнее десятилетие наряду с изучением чистых культур микроорганизмов возник большой интерес к исследованию микробных сообществ и ассоциаций [Заварзин, 1990; Заварзин, Колотилова, 2001]. Как известно, в большинстве естественных экосистем микроорганизмы сосуществуют в микробных сообществах и нередко образуют ассоциативные комплексы. Актиномицеты, как и немицелиальные бактерии, способны формировать ассоциации с другими микроорганизмами в природных условиях. Достаточно интересными бывают ассоциации актиномицетов и микроводорослей или цианобактерии, которые встречаются на выходах карбонатных пород и в почвах [Калакуцкая, Зенова, 1993; Звягинцев, Зенова, 2001; Зенова, 2002]. Некоторые виды цианобактерий входят в состав циано-бактериальных сообществ -матов [Звягинцева и др., 1995, Заварзин, 2004], многие участвуют в формировании симбиозов с эукариотами в природе [Schenk, 1992], и модельных ассоциаций с растительными партнерами в экспериментальных условиях [Gusev et al, 2002], а также являются частью почвенных микробных сообществ [Бабьева, Зенова, 1989; Добровольская, 2002].

В связи с этим являются актуальными проблемы получения микробных ассоциаций в лабораторных условиях, поиск критериев при подборе ассоциативных

пар, а также изучение внешних факторов (ЭМИ), способных регулировать метаболизм клеток у партнеров смешанных культур при раздельном и совместном культивировании.

Цель работы. Целью исследования явилось изучение действия СВЧ- и КВЧ-излучений на гетеротрофных и фототрофных микроорганизмов, способных показывать устойчивый рост в смешанных культурах. Задачи исследования:

1. Изучение возможности обработки воздушно-сухих образцов почвы СВЧ-излучением для выделения культур актиномицетов, в том числе их редких родов.

2. Изучение действия СВЧ- и КВЧ-излучения на некоторые физиологические характеристики актиномицетов.

3. Подбор условий совместного культивирования актиномицета, как гетеротрофного, и цианобактсрии либо зеленой микроводоросли как фототрофного партнеров.

4. Определение возможного критерия при подборе пар микроорганизмов для создания устойчивых смешанных культур.

5. Выявление активных режимов облучения в КВЧ-диапазоне для стимуляции роста фототрофных партнеров смешанных культур.

6. Изучение действия КВЧ-излучения на полученные смешанные культуры.

Научная повита. Выделение культур актиномицетов из почв показало применимость обработки воздушно-сухих почвенных образцов СВЧ-излучением для увеличения количества выделяемых актиномицетов и их редких родов. Предлагаемая методика позволяет более полно оценивать почвенный актиномицетный комплекс.

Установлен резонансный стимулирующий эффект действия на исследуемые культуры при изучении действия СВЧ- и КВЧ-излучения на физиологические характеристики актиномицетов. Выявлены активные длины волн и экспозиции облучения для актиномицетов видов Streptomyces xanthochromogenes utm.№8 и Streptomyces cinereorectus шт №10 Впервые отмечена различная реакция на действие СВЧ-излучения у покоящихся спор и растущего мицелия актиномицетов.

Подобраны условия для совместного культивирования актиномицета Str xanthochromogenes шт№8 и цианобактерии Anabaena variabilis шт. АТСС 29413. Впервые зафиксировано в смешанной культуре формирование устойчивых

новообразований - «конгломератов», состоящих из переплетенных гифов актиномицета и трихом цианобактерии.

Впервые установлена возможность использования значений реакционной способности (PC) экскретируемых в среду нативных экзометаболитов у микроорганизмов, как «экспресс» критерия при подборе смешанных культур или ассоциативных пар. Отмечена наибольшая совместимость партнеров при значениях PC среды в противоположных областях активности - окислительной (OA) и антиокислительной (АОА) у изученных культур микроорганизмов.

Установлены оптимальные режимы КВЧ-облучения цианобактерии A. variabilis и зеленой микроводоросли Scenedesmus quadricanda (Гигр) Breb. для стимуляции роста и выхода биомассы. Впервые отмечена различная реакция на КВЧ-облучение у смешанной культуры и раздельно культивируемых партнеров.

Практическое значение. Модифицированный метод предварительной обработки почвенных образцов СВЧ-излучением для выделения актиномицетов позволяет более полно оценивать почвенный актиномицетный комплекс, а также выделять больше редких родов актиномицетов. Установленные активные режимы СВЧ-облучения для актиномицетных культур позволяют регулировать их физиологическую активность, что может использоваться для стимулирования синтеза антибиотиков и протеолитических ферментов в биотехнологии.

Предлагаемый критерий при подборе партнеров смешанных культур микроорганизмов позволяет быстро оценить возможности их совместного роста.

Полученные данные возможно использовать при оценке действия ЭМИ, как техногенного фактора, на естественные микробные популяции и лабораторные культуры, а также при изучении механизмов его действия на клетки микроорганизмов.

Апробация работы. Основные положения работы доложены на VII, XI, XIII, XIV Международных конференциях «Новые информационные технологии в медицине, биологии, фармакологии и экологии» (Украина, Ялта-Гурзуф, 1999, 2003, 2005, 2006); на конференции «Проблемы экологии и физиологии микроорганизмов» (Москва, 2000); на Международной конференции «Автотрофные микроорганизмы» (Москва, 2000); на Международной конференции «Биологические ресурсы и устойчивое развитие» (Пущино, 2001), на I, II, III Международных конгрессах

«Биотехнология - состояние и перспективы развития» (Москва, 2002, 2003, 2005); на Международном симпозиуме «Биотехнология микробов» (Москва, 2004), на III Международной конференция «Электромагнитные излучения в биологии» (Калуга, 2005), на I Международной конференции «Физиология микроорганизмов в природных и экспериментальных экосистемах» (Москва, 2006).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 17 печатных работ.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, объектов и методов исследования, результатов и их обсуждения, заключения, выводов и списка цитируемой литературы. Материалы диссертации изложены на /^^страницах и включают рисунков и .У... таблицы. Список литературы содержит ссылки на /9Z источника из которых. - зарубежных. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Объекты исследования. Объектами исследования служили выделенные нами из почвы актиномицеты видов Streptomyces xanthochromogenes uim.№8 и Streptomyces cinereorectus шт№10; полученные из коллекции кафедры генетики биологического ф-та МГУ им. М.В.Ломоносова цианобактерия Anabaena variabilis Kutz. АТСС 29413 (штамм д-ра С.П. Волка, США) и из коллекции кафедры гидробиологии биологического ф-та МГУ им. М.В.Ломоносова зеленая микроводоросль Scenedesmus quadricauda (Титр) Breb, а также полученные из коллекции кафедры биологии почв ф-та почвоведения МГУ им М.В.Ломоносова бактерии - Pseudomonas sp., Bacillus sp., Micrococcus sp.

Условия культивирования. Актиномицеты культивировали на средах -минеральный агар Гаузе №1 и жидкой минеральной среде Гаузе №¡1, цианобактерии и зеленые микроводоросли - на минеральной среде Громова №6. Смешанную культуру выращивали на модифицированной среде Громова №6 (добавление крахмала 8 г/л). Культуры фототрофных микроорганизмов выращивали при постоянном освещении (16,4 цто1 т"2- s"1), температуре 28° С в накопительной культуре в течение 21 суток. Актиномицеты инкубировали на поверхности агаризованной среды в чашках Петри в течение 14 суток при 28° С и в погруженной культуре при постоянном качании 180 об/мин в течении 4 суток.

При высеве микроорганизмов из суспензий для определения количества колониеобразующих единиц (КОЕ) использовали следующие твердые среды:

минеральный агар 1 Гаузе; органический агар 2 Гаузе; среда Чапека бактериальная; среда „Rieh" [Гаузе и др., 1983; Методы..., 1983]. Для определения физиологических характеристик отбирали пробы на 6, 18, 38, 60 и 80 часах роста культур актиномицетов [Прокофьева-Бельговская, 1963].

Получение споровой и мииелиалъной суспензий актиномииетов. При облучении ЭМИ актиномицетов Sir xanthochromogenes и Str. cinereorectus использовали их споровую и мицелиальную суспензии. Количество спор в суспензии подсчитывали в камере Горяева. Для получения мицелиальной суспензии актиномицеты инкубировались в жидкой среде Гаузе № 2 в течение 3-х суток, затем отфильтрованную биомассу суспензировали в воде [Зенова, 1992]. Перед облучением суспензии обрабатывали ультразвуком при частоте 22 кГц, силе тока 0,4 А в течение 2-х минут [Звягинцев и др., 1984].

КВЧ-облучение КВЧ-облучение проводили оригинальным прибором «Аквастим» при X = 4,9; 5,6; 7,1 мм, времени облучения - 15; 30; 45; 60 мин., Р (плотность падающей мощности) =1,5 мВт/см2. [Тамбиев и др., 2003] При изучении влияния КВЧ-излучения на физиологические характеристики культур микроорганизмов облучение проводили в случае фототрофных микроорганизмов сразу после посева, на 7-е сутки роста культуры и комбинируя эти два режима облучения, а в случае гетеротрофных микроорганизмов облучение проводили сразу после посева культуры. При изучении возможной «памяти среды» КВЧ-облучению подвергалась чистая среда непосредственно перед посевом культуры.

СБ Ч-облучение. Обработку СВЧ-излучением суспензий чистых микроорганизмов и воздушно-сухих образцов почвы проводили при частоте 2450 MFif, длине волны 12,5 см, мощности 80 Вт и времени облучения 15, 30, 45, 60 и 90 секунд. При проверке одной из гипотез возможного механизма действия ЭМИ на клетку перед облучением создавали бескислородную среду, вытесняя кислород аргоном в пенициллиновом флаконе со споровой суспензией культуры актиномицета.

Определение биомассы. Биомассу цианобактерий и зеленых микроводорослей определяли нефелометрическим методом (ФЭК-М). Для пересчета показаний ФЭКа были построены стандартные кривые зависимости веса сухой биомассы от величины экстинкции Е. Биомассу актиномицетов определяли весовым методом.

Определение уровня дыхания. Для оценки уровня дыхания актиномицетных культур, измеряли эмиссию СОг на газовом хроматографе Хром 3700 с детектором по теплопроводности после инкубации 5 мл суспензии в течении часа при температуре 28 С [Звягинцев, 1991]. Расчеты производили по формуле:

О = 8*К*У, /У„ П*УЖф, где Б - эмиссия С02 (мкг С- С02 / мл*час); 8 -площадь пика; К - коэффициент пересчёта К = 1,29*10""; Уг - объём газовой фазы (лм),Уг=10; Уп - объём пробы (мл),Уп= 0,5; I - время инкубации {часы), 1=1; УЖф -объём жидкой фазы (мл), УЖф =5.

Определение реакционной способности (РС). Реакционную способность (РС, окислительную - ОА и антиокислительную - АОА активность) определяли методом химических моделей [Тамбиев, 1974; 1984], в качестве модели использовали 3,4-диоксифенилаланин (ДОФА). ОА и АОА определяли соответственно по повышению или понижению скорости реакции окисления ДОФА в контроле (чистая среда) и при добавлении культуральной жидкости, содержащей нативные экзометаболиты. Ускорение или торможение реакции окисления ДОФА культуральной жидкостью по сравнению с чистой средой определялось тангенсом угла наклона кривой нарастания оптической плотности во времени при постоянной темперагуре 45° С на приборе "Аквакон-4". Раствор ДОФА готовится в следующих отношениях: на 25 мл дистиллированной Н20 вносится 10 мг реактива ДОФА.

Мультисубстратное тестирование. Изменение усвоения различных субстратов актиномицетами после действия СВЧ-излучения определяли методом мульти субстратного тестирования (МСТ). Он основан на инкубации микроорганизмов в присутствии 47 различных субстратов при 28°С и определении степени их усвоения по интенсивности окраски, обусловленной трифенилформазаном - продуктом восстановления бромистого трифенилтетразолия (индикатора метаболизма) дыхательными ферментными системами актиномицетов, который добавлялся в каждую пробу в составе фосфатного буфера [Горленко, Кожевин, 1994; Зеноваи др., 2001].

Определение размера актиномицетных колоний. Размер актиномицетных колоний определяли после точечного посева инокулята на твердую питательную среду с последующем измерением диаметра колоний в процессе роста культуры.

Изучение таксономического положения выделенных культур актиномицетое. Для идентификации культур актиномицетов использовали их морфологические признаки [Гаузе и др.,1983]. Описание проводили на следующих диагностических средах: минеральный агар 1 Гаузе; органический агар 2 Гаузе; овсяный агар; глицерин-нитратный агар; пептонно-дрожжевой агар с железом.

Условия культивирования смешанной культуры актиномииета Str. xanthochromosenes и иианобактерии A. variabilis. Для культивирования смешанной культуры нами впервые подобрана модифицированная среда, которая представляет аналог минеральной среды Громова №6 с добавлением растворимого крахмала в количестве 8 г/л. В качестве инокулята использовалась споровая суспензия актиномицета, концентрация спор в суспензии составляла 10б клеток на мл. Концентрация клеток цианобактерии составляла 104 клеток на мл. Соотношение аликвот каждого компонента на 200 мл среды составляет 2:1 актиномицетной и цианобактериальной части соответственно. Оптимальными условиями культивирования является первоначальное качание в течение 2 суток в темноте при 180 об/мин и температуре 28 С, что требуется для прорастания спор и начала логарифмической фазы роста актиномицета. Дальнейшее совместное культивирование проводилось при постоянном качании (60 об/мин) и освещении (16,4 (xmol • m"2' s"') при той же температуре.

Изучение морфологических особенностей культур микроорганизмов. Изучение морфологических особенностей микроорганизмов проводилось при помощи оптического микроскопа Axiophot, фирмы Carl Zeiss.

Статистическая обработка. Достоверность различий оценивали по критерию Стьюдента [Лакин, 1968]. При статистической обработке данных использовался доверительный интервал [Дмитриев, 1995]. В случае невозможности аппроксимации изучаемого распределения нормальным законом применялись непараметрические методы анализа, в частности критерий Вилкоксона [Благовещенский, 1985]. Статистическая обработка данных и математический анализ осуществлен с использованием программ Excel 2003, Statistica 6.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Применение обработки СВЧ-излучепием чоздушно-сухчх обртцон для выделения редких лодое иктиномииетоа. В результате исследований было установлено, что СВЧ-юлучение подавляет жизнеспособность и: и рок о распространенных ¡з цочве видов бактерий Micrococcus sp-, Bacillus sp. н Pseudomonas 1р., начиная с 30 секундной обработки суспензий, при этом значительного нагревания объектов не происходит.

СВЧ-облучсние ноадущпо-сухих образцов почвы позволило заметно увеличить (на 10%) долю выделяемых из почвы редких родов актиномицетов при 45 секундной экспозиции (рис, 1). Из полученных нами результатов можно предположить, что доля редких родов актиномицетов возрастает не за счёт угнетения широко распространенных в почве стрептомицетов, а а связи е подавлением конкурирующих с актиномнце-гами нттцалиальпых бактерий я возможной стимуляции рост некоторых пидов актиномицетов.

необлучённая почва

26,23% редг*""

--73,77%

Streplomyccs

Обработка СВЧ-излучением в течение 45 секунд

36,215 редки

63,8% Streptcmyces

Рис. 1. Доля редких родов актиномицетов при Выделении их из почвы с использованием СВЧ-облучениЯ и без него

Данный метод предварительной обработки почвы является быстрым и лёгким в исполнении, не мешает дальнейшей работе с почвенными образцами, позволяет более полно оценивать актиномицетный комплекс в почвах, а также облегчает задачи при изыскании редких родов и видов актиномицетов, столь важных для биотехнологической и фармакологической промышленности.

Изменения Физиологических характеристик у актиномицетов под действием СВЧ- и КВЧ-юлучения. Изучение действия СВЧ-излучения на физиологические параметры актиномицетов проводилось на споровых суспензиях культур 5/7- xanthochromogenes и Йг стегеоге&ш, так как актиномицеты представлены в почве в значительной степени в форме покоящихся спор. В качестве основных физиологических характеристик рассматривались: сохранение жизнеспособности (по КОЕ/мл), накопление биомассы, уровень дыхания, РС культуральной среды и мультисубстратное тестирование.

Впервые для актиномицетов, в частности для Йг xanthochromogenes было установлено стимулирующее действие СВЧ-излучения при 30 секундной экспозиции, заключающееся в увеличении накопления биомассы на 21%, уровня дыхания на 20% и РС на 15% (ОА) с максимумом у 38-часовой культуры (рис.2,3).

0,4 -

время роста, ч

15, 30, 45, 60, 90 - время облучения (секунды) К - необлученная культура

Рис. 2. Накопление биомассы у актиномицета Str. xanthochromogenes после СВЧ-облучения споровой суспензии

200

Ч 140 О

SS §

180

160

120

100

время роста, ч

80 J

15, 30, 45, 60, 90 - время облучения (секунды) К - необлученная культура ОА, АОА в %к чистой среде, (контролю)

Рис. 3. Изменение PC у актиномицета Str. xanthochromogenes после СВЧ-облучения споровой суспензии

Исследования с актиномицетом Str. cmereorectus показали схожую картину действия СВЧ-излучения, однако стимуляция физиологических характеристик была менее выражена.

Учитывая, что актиномицеты являются микроорганизмами со сложным жизненным циклом, представляло интерес выяснить, как будет вести себя культура при посеве облучённым СВЧ-излучением мицелием. В результате, для актиномицета Str. xanthochromogenes показано, что, в отличие от спор, действие излучения начинается при более длительных экспозициях - 60 и 90 секунд, при этом происходит ускорение развития культуры с кульминацией к 38 часам роста, как по накоплению биомассы, так и по изменению PC (рис. 4, 5). Можно предположить, что в спорах находится меньшее количество антиокислителей, чем в растущем мицелии, которые могут влиягь на развитие первичных механизмов действия СВЧ-излучения [Тамбиев и др., 2003]. Несмотря на большую устойчивость спор к внешним воздействиям, нами установлена необходимость более длительного СВЧ-облучения мицелия актиномицета по сравнению со споровой суспензией для достижения схожего эффекта стимуляции роста культуры.

0,4 -,

время роста, ч

Рис. 4. Накопление биомассы у актиномицета Str. xanthochromogenes после СВЧ-облучения суспензии мицелиальных клеток

Рис. 5. Изменение PC у актиномицета Str. xanthochromogenes после СВЧ-облучения суспензии мицелиальных клеток

Методом мультнсубстратного тестирования (МСТ) изучено возможное изменение метаболической активности по отношению к субстратам при действии СВЧ-излучения на споровую суспензию актиномицета Str. xanthochromogenes, что приводит к сокращению спектра усваиваемых веществ В необлученном варианте происходит усвоение 7 субстратов: L-глутамина, аспарагина, мочевины, аспартата,

гистидина, серина, Шктата. 11осле облучения прекращается усвоение лактата, что может говорить об угнетении синтеза лактозы. В ш же время, возрастание метаболической активности но отношению к ряду субстратов, например к аспарагипу, более всего изменяется после 30 секундного облучения, что подтвердил проведенный кластерный анализ.

Одна из гипотез механизма действия ЭМИ на клетки микроорганизмов говорит о значимости присутствия О, в среде (Тамбисв и др., 20031. Мы облучали СВЧ-излучением суспензию спор Вп-. хаткоеЬ?ото%епе5 в воде, где кислород вытеснялся аргоном. В результате наблюдалось снижение действия СВЧ-излучсния, что проявлялось в уменьшении стимулирующего эффекта на этом штамме.

Следующим этапом нашей работы стало изучение действия КВЧ-излучения на шшшомицеты. В ходе экспериментов были исследованы следующий характеристики: сохранение жизнеспособности спой (по КОРЛш), накопление биомассы и радиальная скорость роста колоний. После !ШЧ-облучен и я (длина волны 7,1 мм, длительность 15, 30 минут) наблюдалось увеличение диаметра колоний приблизительно па 40%. начиная с 4 суток роста по сравнению с необлучепной культурой (рис. 6).

о -

2 сутки 3 сутки 4 сутки 7 сутки 10 сутки время роста, сутки

Рис, 6. Действие КВЧ-излучения при длине волны 7,1 мм па размер колоний актин омицста Л7л. хапИгосИгото^епех

Изучение смешанных культур. Для создания смешанных культур были использованы актиномицеты Str. xanthochromogenes и Str. cinereorectus (гетеротрофный), а также цианобактерия A variabilis и зеленая микроводоросль Sc. quadricauda (фототрофный компонент).

В ходе исследований было апробировано большое количество сред для совместного культивирования этих микроорганизмов. Установлено, что наиболее удачной является модифицированная нами минеральная среда Громова №6 с добавлением крахмала из расчета 8 г/л. Оптимальные условия культивирования состояли в первоначальном качании в темноте при температуре 28°С (2 суток, 180 об/мин.), что требуется для прорастания спор и начала логарифмической фазы роста актиномицета, и дальнейшем качании при постоянном освещении культуры (16,4 цто1 • т"2. s"1).

В этих условиях нам удалось получить устойчивый и наиболее активный рост смешанной культуры актиномицета Str. xanthochromogenes и цианобакгерии А variabilis. Другие три смешанные культуры: Str. cinereorectus + A variabilis', Str. xanthochromogenes + Sc. quadricauda; Str. cinereorectus + Sc. quadricauda по характеру роста и накоплению биомассы можно отнести к менее подходящим сочетаниям. У двух пар мы наблюдали угнетение роста.

Критерий при подборе пар для смешанных культур микроорганизмов. Как возможный критерий при подборе пар для смешанных культур нами было предложено рассмотреть PC нативных экзометаболитов, выделяемых в среду микроорганизмами, что описано для ряда объектов [Тамбиев, 1974; 1984].

При культивировании A. variabilis на модифицированной среде Громова №6 наблюдается увеличение антиокислительной активности (АОА) среды до 7 суток роста, затем снижение и переход в окислительную активность (OA) на 14 сутки роста. Для актиномицета Str xanthochromogenes на той же среде PC имеет OA на всем протяжении роста культуры (рис. 7), с максимумом на 3 сутки росга, когда увеличение OA составляет около 180% к контролю. Для смешанной культуры этих микроорганизмов мы наблюдали зависимость результирующей кривой PC до 3-4 суток роста от быстрорастущего гетеротрофного партнера, которая на 4-5 сутки сменялась зависимостью от экзометаболитов медленно растущего фототрофного партнера.

200

О I

— — Streptomyces xanthochromogenes шт №8

- - - Anabaena variabilis

Смешанная культура

Рис. 7. Изменение PC в процессе роста смешанной культуры Str. xanthochromogenes и A. variabilis, и отдельно у её партнеров

Для Sc quadricauda выявлена OA экзометаболитов в процессе роста культуры на модифицированной среде Громова №6 и увеличение происходит до 12 суток роста. Аналогичный ход кривой в OA наблюдаем и для актиномицета Str. cinereorectus, с максимумом около 155% у 3 суточной культуры. В смешанной культуре этих микроорганизмов наблюдался ход кривой PC, как результирующий от двух кривых отдельно взятых партнеров (рис. 8).

Полученные данные показали, что наиболее подходящие пары изученных микроорганизмов при культивировании на одинаковой среде обладают противоположной PC культуральной жидкости, то есть OA и АОА, и чем значительней разница между ними, тем более совместимыми партнеры оказываются в смешанной культуре. Таким образом, определение PC нативных экзометаболитов культуральной жидкости у отдельных культур - предполагаемых партнеров для ассоциативных пар и смешанных культур, возможно использовать как экспресс-критерий при их создании

160

» 5

90 -

12 15

сутки роста

S 80

— — Streptomyces cinereorectus шт №10

- - - Scenedesmus quadncauda

Смешанная культура

Рис. 8. Изменение PC в процессе роста смешанной культуры Str. cinereorectus и Sc. quadricauda, и отдельно у её партнеров

Действие КВЧ-излучения на Аототрофные компоненты смешанных культур. Для зелёной микроводоросли Sc quadricauda установлено стимулирующее действие однократного облучения при длине волны 7,1 мм в течение 30 минут, которое выражается в увеличении накопления биомассы на 7 сутки роста на 40% по сравнению с контролем.

Изучение действия КВЧ-излучения на рост культуры цианобактерии А., variabilis показало, что наиболее активной длиной волны является 7,1 мм. При однократном облучении культуры в течение 45 минут наблюдается увеличение накопления биомассы, равное 25%, при 60 минутном облучении стимулирующий эффект немного больше и накопление биомассы увеличивается на 34% по сравнению с контролем. Мы получили наибольший стимулирующий эффект после облучения культуры в течение 45 минут сразу после посева и повторного облучения на 7 сутки роста культуры, когда прирост биомассы на 20 сутки роста составил 58,8% по сравнению с контролем.

Таким образом, для фототрофных партнеров смешанных культур зафиксирована выраженная стимуляция роста при действии КВЧ-излучения, а также выявлены оптимальные для этого условия опыта.

«Память аобы (среды)и. В последнее время в литературе активно обсуждается так называемая «память воды», которая но мнению ряда авторов заключается в изменении структуры (свойств) поды после какого-либо внешнего воздействии и сохранении этого изменения во времени, В связи с этим, нами изучено действие предварительного КВЧ-облучения чистой среды (как водного pací вора), с последующим внесением в неё шгокулята, на pwr культуры цианобактерии А. variabilis. Уровень стимуляции по накоплению биомассы у A. variabilis после 60 минутного облучения чистой среды перед посевом культуры сопоставим е таковым у облученной, уже посеянной, культуры (рис. 9). Это подтверждает возможность существования «памяти воды» или «памяти среды».

К необлучешш культура; 60 - КВЧ-облучсНие гюсеяшюй культуры н течение 60 минут; cpeiii: 60 - КВЧ-облучение чистая среды к течение 60 иииут (кред ЯЙееЬйм культуры

Рис. '). Изменение накопления биомассы после КИЧ-облучении среды в течение 60 минут до п после посева культуры А, vuritibilis

Формирование уаш'йчикых новообразований - «конгломератов» в смешанной культуре иктнпумииста Str. xanthock/^mogenes и ишшобактерии Л. variabitis.

Изучение некоторых морфофизиояогическнх характеристик и условий культивирования смешанной культуры актином и цета Str. xanthochromogenes и цианобактерии А. variahilis впервые выявило формирование шарообразных новообразований - «конгломератов которые состоят из плотно переплетенных

Су тип роста

го

гифов актиномщега с трихомными нитями цпапобактерии, достаточно устойчивых к механическим воздействиям и не разрушающихся при отмывании водой (рис. 10).

Изучая формирование «конгломератов» мы показали их появление на 5-е сутки роста культуры, а при дальнейшем культивировании их доля от общей биомассы возрастает и может составлять К-9%.

Рис. Ю. Формирование шарйббразных «конгломератов» в смешанной культуре актиномицеги Sir. xafíthockromogenes (1) и циан о бактерии A. variabilis (2)

Лийстппс КНЧ-т.п-чсшт ни смешшшуш культуру и киши ом а пета и шшнобактерии. При изучении характера роста смешанной культуры Sir. xanlhochromogenes и Л. variabilis, мы оценивали действие КВЧ-излучения с использованием тех же параметров облучения, что и для раздельна культивируемых партнеров этой культуры. Мы предположили, что на схожие бездействия ответ у смешанной к-ультуры. возможно, будет отличаться, поэтому на первом этапе облучение проводили, используя 4 экспозиции облучения, но с фиксированной длиной волны 7,1 мм. В качестве оценки физиологического состояния культуры использовали общее накопление биомассы и ее морфологические особенности.

В результате исследований, после КВЧ-облучеиия смешанной культуры установлено, что не происходит достоверно значимого увеличения общего накопления биомассы у смешанной культуры, в отличие от отдельно взятых

партнеров. Однако, нами было зафиксировано более раннее формирование шарообразных новообразований - "конгломератов" уже на 3-е сутки роста культуры, по сравнению с аналогичным на 5-е сутки у необлученной культуры. Также было установлено, что доля этих новообразований в облученной культуре возрастает и доходит до 15% (рис. 11) (в необлученной культуре - 8-9%).

16 14

Й 12 ■

<§ 10

15 18 21 сутки роста

• Необпученая культура —п — Облученная культура

Рис. II. Изменение времени формирования и доли «конгломератов» в смешанной культуре A. variabilis и Sir. xanthochromogenes под действием КВЧ-облучения

Таким образом, действие КВЧ-излучения на смешанную культуру показывает неоднозначную реакцию микроорганизмов на внешний фактор в данных условиях, поэтому изучение взаимного влияния партнеров смешанной культуры требует продолжения. Это представляет интерес для перспективного использования смешанных культур в биотехнологии, а также для понимания закономерностей взаимной регуляции и возможных способах коммуникации в случае ассоциативного роста микроорганизмов в естественных биогеоценозах и лабораторных культурах.

В перспективе ЭМИ в СВЧ- и КВЧ-диапазонах, являющееся техногенным фактором, можно рассматривать, как новое средство физиологической регуляции метаболизма клеток микроорганизмов, повышающее их продуктивность, которое займет в будущем свое место при разработке экологически чистых производств.

ВЫВОДЫ

1. Выявлен оптимальный режим обработки воздушно-сухих почвенных образцов СВЧ-излучением для выделения редких родов актиномицетов из почвы.

2. Впервые показано стимулирующее действие СВЧ- и КВЧ-излучения на споры и мицелий почвенных актиномицетов Streptomyces xanthochromogenes и Streptomyces cinereorectus. Установлен резонансный эффект действия этих видов излучения.

3. Выявлена различная реакция спор и мицелиальных клеток актиномицетов на действие СВЧ-излучения

4. Из исследованных пар микроорганизмов, наилучший рост обнаружен у смешанной культуры актиномицегга Streptomyces xanthochromogenes и цианобактерии Anabaena variabilis.

5. Впервые установлена возможность использования реакционной способности (PC) нативных экзометаболитов в качестве одного из критериев при подборе партнеров для смешанных культур микроорганизмов.

6. Выявлено стимулирующее действие КВЧ-излучения на культуры цианобактерии Anabaena variabilis и зеленой микроводоросли Scenedesmus quadricauda. Показано, что при КВЧ-облучении чистой среды с последующим посевом инокулята цианобактерии Anabaena variabilis стимуляция роста сохраняется на близком уровне, что, видимо, подтверждает существование «памяти воды» («памяти среды»),

7. Впервые показано, что при совместном культивировании актиномицета Streptomyces xanthochromogenes и цианобактерии Anabaena variabilis происходит образование устойчивых шарообразных «конгломератов», состоящих из переплетенных гифов актиномицета и трихомных нитей цианобактерии, количество которых возрастает при КВЧ-облучении смешанной культуры.

СПИСОК ОСНОВНЫХ ПУБЛИКАЦИЙ ПО МАТЕРИАЛАМ ДИССЕРТАЦИИ

1. Зенова Г.М., Лихачева A.A., Лукьянов A.A., Тамбиев А.Х. Влияние электромагнитных волн СВЧ-диапазона на физиологические параметры культур актиномицетов // Труды VII международной конференции «Новые информационные технологии в медицине и экологии». Украина, Ялта-Гурзуф,

1999, с. 129-130.

2. Лихачева A.A., Лукьянов A.A., Тамбиев А.Х., Зенова Г.М. Влияние электромагнитных волн СВЧ-диапазона на некоторые виды актиномицетов // Труды конференции: «Проблемы экологии и физиологии микроорганизмов». М.,

2000, с. 70.

3. Лихачёва A.A., Лукьянов A.A., Зенова Г.М., Тамбиев А.Х. Влияние СВЧ-излучения на физиологические характеристики культур актиномицетов и бактерий // Биотехнология. М., 2000, №5, с. 31-35.

4. Лихачёва A.A., Лукьянов A.A., Зенова Г.М. Воздействие СВЧ-излучения на клетки микроорганизмов и некоторые предположения о его механизме // Материалы международной конференции «Автотрофные микроорганизмы». М.: МАКС Пресс, 2000, с. 115-116.

5. Тамбиев А.Х., Кирикова H.H., Маркарова E.H., Лукьянов A.A. Возможность стимуляции роста цианобактерий, микроводорослей и актиномицетов с помощью КВЧ-излучения // Материалы международной конференции «Биологические ресурсы и устойчивое развитие». Пущино, 2001, с. 212-213.

6. Тамбиев А.Х., Кирикова НН., Лукьянов A.A. Применение активных частот электромагнитного излучения миллиметрового и сантиметрового диапазона в микробиологии // Наукоемкие технологии. М., 2002, №1, т. 3, с. 34-53.

7. Лукьянов A.A., Тамбиев А.Х., Лихачева A.A., Зенова Г.М Изменение физиологической активности актиномицетов под действием электромагнитного излучения // Материалы I международного конгресса «Биотехнология - состояние и перспективы развития». М., 2002, с. 251-252.

8. Лукьянов A.A., Котов В.Д., Тамбиев А.Х. Действие КВЧ излучения и лазера на культуру цианобактерий Anabaena variabilis // Материалы XI международной конференции «Новые информационные технологии в медицине, биологии, фармакологии и экологии». Украина, Ялта-Гурзуф, 2003, с. 239-240.

9. Лябушева O.A., Лукьянов A.A., Тамбиев А.Х., Кирикова H.H. Стимулирующее действие электромагнитного излучение ММ диапазона (КВЧ-излучсние) на цианобактерии // Материалы II международного конгресса «Биотехнология: состояние и перспективы развития». М , 2003, ч 2, с. 102-103.

10. Лукьянов А.А., Тамбиев А.Х. Изменение реакционной способности культуральной жидкости микроорганизмов как важный фактор при подборе ассоциативных пар // Тезисы докладов всероссийского симпозиума с международным участием «Биотехнология микробов». М., 2004, с. 59.

11. Лукьянов А.А., Тамбиев А.Х. Образование конгломератов в смешанной культуре актиномицета Streptomyces xanthochromogenes и цианобактерии Anabaena variabilis И Труды Мордовского отделения общероссийского общественного объединения "Общество биотехнологов России". Выпуск 1, Саранск: Мордовский университет, 2004, с. 95-97.

12. Лукьянов А.А., Лябушева О.А., Тамбиев А.Х. Смешанные культуры актиномицетов и цианобактерий - перспективных объектов биотехнологии // Материалы III международного конгресса «Биотехнология: состояние и перспективы развития». М., 2005, ч. 2, с. 127-128

13. Лукьянов А.А., Тамбиев А.Х. Действие КВЧ-излучения на рост смешанной культуры актиномицета Streptomyces xanthochromogenes и цианобактерии Anabaena variabilis // Материалы XIII международной конференции «Новые информационные технологии в медицине, биологии, фармакологии и экологии». Украина, Ялта-Гурзуф, 2005, с. 169-170.

14. Лукьянов А.А., Лябушева О.А., Тамбиев А.Х. Действие электромагнитного излучения (КВЧ- и СВЧ-диапазонов) на фототрофные и гетеротрофные микроорганизмы, а также смешанные культуры // Труды III международной конференции «Электромагнитные излучения в биологии (БИО-ЭМИ-2005)». Калуга, 2005, с. 190-194.

15. Лукьянов А.А, Тамбиев А.Х. Проявление «памяти среды» при КВЧ-облучении культуры цианобактерии Anabaena variabilis // Материалы XIII международной конференции «Новые информационные технологии в медицине, биологии, фармакологии и экологии». Украина, Ялта-Гурзуф, 2006, с. 133.

16. Тамбиев А.Х., Кирикова Н.Н., Лукьянов А.А. Использование электромагнитного излучения миллиметрового и сантиметрового диапазонов низкой интенсивности в микробиологии // Материалы международной конференции «Физиология микроорганизмов в природных и экспериментальных системах» памяти проф. М.В. Гусева М„ 2006, с. 106-107.

17. Лихачева А.А., Комарова А.С., Лукьянов А.А., Горленко М.В., Терехов А.С. Влияние СВЧ-излучения на почвенные стрептомицеты // Почвоведение, М., 2006, №8, с. 951-955.

Отпечатано в копицен гре «СТ ПРИНТ» Москва, Ленинские горы, МГУ, 1 Гумани1арный корпус www.stprint ru e-mail: zakaz@stprint.ru тел.: 939-33-38 Тираж 100 экз. Подписано в печать 12.02.2007 г.

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Лукьянов, Александр Андреевич

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Электромагнитные волны.

1.1.1. Параметры и свойства электромагнитных волн.

1.1.2. Электромагнитные поля и живые организмы.

1.1.3 Почему именно КВЧ- и СВЧ-излучение?.

1.2. Применение активных частот электромагнитного излучения в биологии.

1.2.1. Действие КВЧ-излучения на нефотосинтезирующие микроорганизмы.

1.2.2. Действие КВЧ-излучения на фотосинтезирующие микроорганизмы.

1.2.3. Действие СВЧ-излучения на микроорганизмы.

1.3. Некоторые гипотезы механизма действия электромагнитного излучения на клетки микроорганизмов.

1.4. Общая характеристика актиномицетов и использование некоторых физических факторов для их выделения из природных субстратов.

1.5. Общая характеристика цианобактерии Anabaena variabilis.

1.6. Ассоциации и смешанные культуры микроорганизмов.

1.7. Реакционная способность экзометаболитов растений и микроорганизмов.

1.7.1. Некоторые методы изучения свойств экзометаболитов.

1.7.2 Метод химических моделей и его применение.

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Объекты исследования.

2.2. Методы исследования.

2.2.1. Условия культивирования.

2.2.2. Получение и культивирование смешанной культуры актиномицета и цианобактерии.

2.2.3. Получение споровой и мицелиальной суспензий актиномицетов

2.2.4. КВЧ-облучение.

2.2.5. СВЧ-облучение.

2.2.6. Определение биомассы.

2.2.7. Определение уровня дыхания.

2.2.8. Определение реакционной способности (PC).

2.2.9. Мультисубстратное тестирование.

2.2.10. Определение размера актиномицетных колоний.

2.2.11. Количественный учет актиномицетов.

2.2.12. Выделение актиномицетов.

2.2.13. Изучение таксономического положения выделенных культур актиномицетов.

2.2.14. Микроскопирование.

2.2.15 Составы используемых сред.

2.2.16. Статистическая обработка.

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.

3.1. Действие СВЧ-излучения на сохранение жизнеспособности немицелиальных бактерий.

3.2. Применение СВЧ-облучения почвы для выделения редких родов актиномицетов и оценки почвенного актиномицетного комплекса.

3.3. Идентификация выделенных из почвы актиномицетов рода Streptomyces.

3.4. Действие СВЧ-излучения на некоторые физиологические характеристики актиномицетов.

3.5. Нагревание при СВЧ-облучении актиномицета.

3.6. Действие СВЧ-излучения на суспензию мицелиальных клеток актиномицета Str. xanthochromogenes шт.№8.

3.7. Действие электромагнитного излучения в КВЧ-диапазоне на актиномицеты.

3.8. Совместное культивирование актиномицета и цианобактерии либо зеленой микроводоросли.

3.9. Возможный критерий при подборе ассоциативных пар и смешанных культур микроорганизмов.

ЗЛО. Действие ЭМИ в КВЧ- и СВЧ-диапазоне на фототрофные компоненты смешанных культур.

3.11. Формирование «конгломератов» в смешанной культуре актиномицета Str. xanthochromogenes и цианобактерии A. variabilis.

3.12. Действие КВЧ-излучения на смешанную культуру актиномицета и цианобактерии.

3.13. Наличие «памяти воды» к воздействию КВЧ-излучением.

3.14. Возможная роль присутствия Ог в среде при действии СВЧ-излучения.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Влияние СВЧ- и КВЧ-излучения на гетеротрофных и фототрофных партнеров смешанных культур микроорганизмов"

Все живые организмы на нашей планете в той или иной степени подвержены воздействию различных физических факторов, влияющих на их метаболизм и морфологические особенности. К таким факторам относят температуру, давление, УФ-излучение, магнитные поля, электромагнитные излучения различного диапазона, электрические импульсы и многое другое. На изменения параметров каждого из этих факторов организмы реагируют по-разному. Поэтому, действуя ими на биологические объекты, в том числе микроорганизмы, можно не только подбирать режимы для регуляции их роста, но и в какой-то мере изменять их физиологическую активность и стороны метаболизма, что может привести как к стимуляции развития организмов, так и к их подавлению.

Необходимо отметить, что в настоящее время наблюдается интенсивное развитие множества отраслей промышленности, использующих электромагнитное излучение. Поэтому сейчас практически повсеместно биосфера Земли подвержена действию такого рода излучений, что, при расширении техносферы, может вносить серьёзные изменения в микробные сообщества различных экосистем, изменяя их стабильность.

Электромагнитное излучение (ЭМИ) является физическим фактором среды, который оказывает существенное влияние на различные живые организмы. На Земле естественных источников электромагнитного излучения в сантиметровом (СВЧ-) и миллиметровом (КВЧ-) диапазонах не существует. Однако, огромное количество техногенных источников, количество и мощности которых постоянно растут, уже сейчас позволяют говорить о электромагнитном излучении в этих диапазонах, как о техногенном факторе окружающей среды.

Миллиметровое излучение активно используется в медицине, биологии и химии [Бецкий и др., 1988; Бецкий, 1993; Девятков и др., 1994]. К настоящему времени имеется довольно большое число исследований о влиянии электромагнитного излучения миллиметрового диапазона низкой (нетепловой) интенсивности (КВЧ-излучения) на микроорганизмы [Искин и др., 1987; Исаева, 1991; Реброва, 1992; Ли и др., 2003]. Основным результатом воздействия является влияние на различные физиологические процессы и свойства у микроорганизмов: клеточное деление, морфологические свойства, скорость роста, выход биомассы и др. Ряд исследований, проведенных в нашей группе в течение нескольких лет, по влиянию КВЧ-излучения на метаболизм фотосинтезирующих организмов, выявили его стимулирующее действие на важные физиологические процессы [Тамбиев и др., 1998; Тамбиев и др., 2003; Tambiev et al., 2000]. Необходимо отметить, что КВЧ-излучение относится к сверхслабым воздействиям, но, тем не менее, обладает большим потенциалом: хотя при облучении количество поглощаемой объектом энергии ничтожно мало, эффект воздействия на живые объекты оказывается весьма впечатляющим, например, стимуляция выхода биомассы у цианобактерий может достигать двух и более раз [Тамбиев и др., 2003]. Влияние КВЧ-излучения на биологические объекты имеет, как правило, резонансный характер, то есть частотную, временную и мощностную зависимость.

Цианобактерии и зеленые микроводоросли являются широко распространенными объектами научных исследований, по физиологии которых существует обширная литература [Кондратьева и др., 1989; Гусев, Минеева, 2003]. Ряд их представителей также являются перспективными объектами фотобиотехнологии благодаря значительному содержанию белка, полиненасыщенных жирных кислот, /? - каротина, витаминов и минеральному составу [Vonshak, 1987; Henrikson, 1994; Borowitzka, 1999]. Пластичность метаболизма цианобактерий, позволяет получать биомассу обогащенную отдельными необходимыми микроэлементами, путем направленного изменения условий культивирования, что используется при создании биологически активных добавок [Минюк, 1999; Блинкова и др., 2001; Пронина и др., 2002; Тамбиев и др., 2003].

В последнее десятилетие наряду с изучением чистых культур микроорганизмов возник большой интерес к исследованию микробных сообществ и ассоциаций [Заварзин, 1990; Заварзин, Колотилова, 2001]. Как известно, в большинстве естественных экосистем микроорганизмы сосуществуют в микробных сообществах и нередко образуют ассоциативные комплексы. Актиномицеты, как и немицелиальные бактерии, способны формировать ассоциации с другими микроорганизмами в природных условиях. Достаточно интересными бывают ассоциации актиномицетов и микроводорослей или цианобактерий, которые встречаются на выходах карбонатных пород и в некоторых почвах [Калакуцкая, Зенова, 1993; Звягинцев, Зенова, 2001; Зенова, Звягинцев, 2002]. Некоторые виды цианобактерий входят в состав циано-бактериальных сообществ - матов [Звягинцева и др., 1995; Заварзин, 2003; 2004], многие участвуют в формировании симбиозов с эукариотами в природе [Schenk, 1992], и модельных ассоциаций с растительными партнерами в экспериментальных условиях [Gusev et al, 2002], а также являются частью почвенных микробных сообществ [Добровольская, 2002].

В связи с этим являются актуальными проблемы получения микробных ассоциаций и смешанных культур в лабораторных условиях, поиск критериев при подборе ассоциативных пар, изучение влияния внешних факторов (ЭМИ), способных регулировать метаболизм клеток партнеров смешанных культур при раздельном и совместном культивировании, а также выявление механизмов биологического действия электромагнитного излучения на микроорганизмы.

Заключение Диссертация по теме "Гистология, цитология, клеточная биология", Лукьянов, Александр Андреевич

ВЫВОДЫ

3. Выявлена различная реакция спор и мицелиальных клеток актиномицетов на действие СВЧ-излучения.

4. Из исследованных пар микроорганизмов, наилучший рост обнаружен у смешанной культуры актиномицета Streptomyces xanthochromogenes и цианобактерии Anabaena variabilis.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

По результатам работы можно сделать некоторые основные заключения.

При выделении культур актиномицетов из почв установлена возможность применения обработки воздушно-сухих почвенных образцов СВЧ-излучением для увеличения количества выделяемых видов актиномицетов и их редких родов. Предложенный нами метод позволяет более полно оценивать почвенный актиномицетный комплекс.

Данный метод предварительной обработки почвы является быстрым и удобным, не мешает дальнейшей работе с почвенными образцами, позволяет расширить границы оцениваемого актиномицетного комплекса в почвах и облегчает задачи при изыскании редких родов и видов актиномицетов, столь важных для биотехнологической и фармакологической промышленности. Этот метод удобен тем, что увеличение количества обнаруживаемых редких родов актиномицетов из образцов почв не сопровождается уменьшением количества выявляемых, широко распространённых в почве, стрептомицетов.

Впервые проведены исследования действия СВЧ- и КВЧ-излучения на физиологические характеристики актиномицетных культур. Установлен стимулирующий эффект действия электромагнитного излучения указанных диапазонов при определенных режимах облучения. Установлены активные длины волн и экспозиции облучения для актиномицетов Streptomyces xanthochromogenes шт.№8 и Streptomyces cinereorectus шт.№10. Впервые отмечена различная реакция на действие СВЧ-излучения у покоящихся спор и растущего мицелия актиномицетов.

Методом мультисубстратного тестирования (МСТ) установлено изменение метаболической активности по отношению к субстратам при действии СВЧ-излучения на споровую суспензию актиномицета Str. xanthochromogenes шт.№8, что сопровождается сокращением спектра усваиваемых веществ и возрастанием метаболической активности к ряду субстратов, например к аспарагину после облучения.

Подобраны условия для совместного культивирования актиномицета Streptomyces xanthochromogenes ium.№8 и цианобактерии Anabaena variabilis. Впервые зафиксировано в погружной культуре формирование устойчивых «конгломератов», состоящих из переплетенных гифов актиномицета и трихом цианобактерии для этой культуры.

Впервые установлена возможность использования изменений реакционной способности нативных экзометаболитов у микроорганизмов как критерия при подборе смешанных культур или ассоциативных пар. Отмечена наибольшая совместимость партнеров при значениях реакционной способности в противоположных областях активности (OA, АОА) у этих культур микроорганизмов.

Установлены оптимальные режимы КВЧ-облучения цианобактерии Anabaena variabilis и зеленой микроводоросли Scenedesmus quadricauda для стимуляции роста и выхода биомассы.

Впервые отмечена различная реакция на облучение у смешанной культуры и раздельно культивируемых микроорганизмов. Действие КВЧ-излучения на смешанную культуру показывает неоднозначную реакцию микроорганизмов на внешний фактор при таких условиях культивирования, поэтому изучение взаимного влияния компонентов ассоциативной пары и возможную реакцию на действия внешних факторов, действие которых уже изучено на отдельных партнерах, требует дальнейшего более детального исследования. Это представляет интерес для перспективного использования смешанных культур в биотехнологии, а также для понимания закономерностей взаимной регуляции и возможных способах коммуникации в случае ассоциативного роста микроорганизмов в естественных биогеоценозах и лабораторных культурах.

В экспериментальной работе рассмотрены несколько гипотетических механизмов действия электромагнитного излучения на клетки и получены данные, позволяющие говорить о важной роли в них кислорода, а также о возможном существовании «памяти воды» или «памяти среды» по отношению к исследованным нами воздействиям, которая согласно литературным данным может сохраняться длительное время после облучения.

В перспективе ЭМИ в СВЧ- и КВЧ-диапазонах, являющееся техногенным фактором, можно рассматривать, как новое средство физиологической регуляции метаболизма клеток микроорганизмов, повышающее их продуктивность, которое имеет основания занять в будущем свое место при разработке экологически чистых производств.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Лукьянов, Александр Андреевич, Москва

1. Аксёнов С.И. Вода и её роль в регуляции биологических процессов. М.: Наука. 1990. 64 с.

2. Андреев B.C., Печорина Т.А. Влияние излучения КВЧ-диапазона нетепловой интенсивности на наследственность микроорганизмов // Сб. докл. Межд. симп.: Миллиметровые волны нетепловой интенсивности в медицине. М.: ИРЭ АН СССР. 1991. т.2, с.482-490

3. Анищенко B.C., Нейман А.Б., Мосс Ф., Шиманский-Гайер Л. Стохастический резонанс как индуцированный шумом эффект увеличения степени порядка // УФН. 1999. т. 169, №1, с.7-47.

4. Балибалова Е.Н., Ильина Т.С., Исаева B.C., Реброва Т.Б., Раттель Н.Н. Определение критериев резервных возможностей организма // Сб. докл. Межд. Симп.: Миллиметровые волны нетепловой интенсивности в медицине. М.: ИРЭ АН СССР. 1991. т.2, с.464-477

5. Барский Е.Л., Гусев М.В., Камилова Ф.Д., Самуилов В.Д. Конкуренция фотосинтеза и дыхания в мембранах цианобактерии Anabaena variabilis II Вестник МГУ. Сер. Биология. 1987. №1, с. 16-20

6. Баулина О.И., Ягодина И.Б., Корженевская Т.Г., Гусев М.В. Морфология и ультраструктура цианобактерии Synechococcus elongates при выращивании в ассоциациях с клетками растений // Микробиология. 1994. т.63, в.4, с.643-655

7. Бержанская Л.Ю., Бержанский В.Н., Белоплотова О.Ю. Влияние электромагнитных полей на активность биолюминисценции у бактерий // Биофизика. 1995. т.40, №5, с.974-977

8. Бецкий О.В. Миллиметровые волны в биологии и медицине // Радиотехника и электроника. 1993. т.З8, №10, с. 1760-1782

9. Бецкий О.В. Вода и электромагнитные волны // Биомедицинская радиоэлектроника. 1998. №2, с.3-6

10. Бецкий О.В., Голант М.Б., Девятков Н.Д. Миллиметровые волны в биологии // М.: изд. «Знание», серия «Физика». 1988. в.6, 63 с.

11. Бецкий О.В., Девятков Н.Д., Лебедева Н.Н. Лечение электромагнитными полями. Часть 2. Шкала электромагнитных волн // Биомедицинская радиоэлектроника. 2000 (а). №10, с.3-9

12. Бецкий О.В., Девятков Н.Д., Лебедева Н.Н. Лечение электромагнитными полями. Часть 3. Использование шкалы электромагнитных волн для диагностики и лечения // Биомедицинская радиоэлектроника. 2000 (б). №12, с.11-33

13. Бецкий О.В., Кислов В.В. Волны и клетки. М.: изд. «Знание», серия «Физика». 1990. №2, 64 с.

14. Бецкий О.В., Лебедева Н.Н., Котровская Т.И. Стохастический резонанс и проблема воздействия слабых сигналов на биологические системы // Миллиметровые волны в биологии и медицине. 2002. №3 (27), с.3-11

15. Бецкий О.В., Путвинский А.В. Биологические эффекты миллиметрового излучения низкой интенсивности // Радиоэлектроника. Изв. ВУЗов. 1986. №10, с.4-10

16. Благовещенский Ю.Н., Дмитриев Е.А., Самсонова В.П. Применение непараметрических методов в почвоведении. М.: МГУ. 1985. 98 с.

17. Блинкова Л.П., Горбец О.Б., Батуро А.П. Биологическая активность спирулины. // Журн. Микробиол. 2001, №2, с. 114-118

18. Брандтс Д.Ф. Конформационные переходы белков в воде и смешанных водных растворителях // Структура и стабильность биологических макромолекул. М.: Мир, 1973. с.174-254

19. Булина Т.И., Алфёрова И.В., Терехова Л.П. Новый метод выделения актиномицетов с использованием обработки почвенных образцов микроволнами // Микробиология. 1997. т.66, №2, с.278-282

20. Верц Д., Рейнц Д., Дравникс Ф. Исследование методом ЭПР автоокисления 3,4-диоксифенилаланина // В кн.: Свободные радикалы в биологических системах. М.: ИЛ. 1963. с.153-158

21. Гайдук В.И. Вода, излучение, жизнь // Физика. М.: Знание. 1991. №7, с.61-63

22. Тапочка Л.Д., Тапочка М.Г., Белая Т.И., Дрожжина Т.С., Карауш Г.А. Влияние электромагнитного излучения низкой интенсивности на токсичность среды для микроводорослей. // Вестн. Моск. ун-та. 1996. Сер. 16. Биология, №3, с.25-29

23. Тапочка Л.Д., Тапочка М.Г., Королев А.Ф., Рощин А.В., Сухоруков А.П., Сысоев Н.Н., Тимошкин И.В. Механизмы функционирования водных биосенсоров электромагнитного излучения // Биомедицинская радиоэлектроника. 2000. №3, с.48-55

24. Гаузе Г.Ф., Преображенская Т.П., Свешникова М.А., Терехова Л.П., Максимова Т.С. Определитель актиномицетов. М.: Наука. 1983. 245 с.

25. Глибин В.Ф. Обеззараживание воды токами ультравысокой частоты // Гигиена и санитария. 1952, №11, с.41- 42

26. Горелова О.А., Корженевская Т.Г., Гусев М.В. Образование и ориентированное распространение гормогониев цианобактерий в модельных системах с тканями высших растений // Вести. МГУ. Сер. 16, Биология. 1995. №4, с.19-27

27. Горленко М.В., Кожевин П.А. Дифференциация почвенных сообществ с помощью мультисубстратного тестирования // Микробиология. 1994. т.63 (2), с.289-293

28. Громов Б.В. Коллекция культур водорослей Биологического института Ленинградского университета // Тр. Петергофского ин-та. Вопросы микробиологии. 1965. №19, с.125-130

29. Гуляев Ю.В., Годик Э.Э. Физические поля биологических объектов // Вестник АН СССР. 1993. в.8, с. 118-125

30. Гусев М.В., Минеева Л.Н. Микробиология. М.: Изд. Центр «Академия». 2003. 464 с.

31. Гусев М.В., Тамбиев А.Х., Кирикова Н.Н. Влияние электромагнитного излучения миллиметрового диапазона низкой интенсивности на рост цианобактерий // Микробиология. 1990. т.59, в.2, с.359-360

32. Гусева И.И., Фин Л.М., Казанец Л.Д. Влияние СВЧ-поля на микрофлору пива и безалкогольных напитков // Электронная обработка материалов. Кишинёв: Штиинца. 1972. №4, с.89-91

33. Девятков Н.Д. Научная сессия отделения общей физики и астрономии АН СССР // Успехи физических наук. 1973. т.110, в.З, с.452-469

34. Девятков Н.Д., Бецкий О.В. Особенности взаимодействия миллиметрового излучения низкой интенсивности с биологическими объектами // Сб. докл.: Применение миллиметрового излучения низкой интенсивности в биологии и медицине. М.: ИРЭ АН СССР. 1985. с.6-20

35. Девятков Н.Д., Голант М.Б., Бецкий О.В. Миллиметровые волны и их роль в процессах жизнедеятельности. М.: Радио и связь. 1991. 169 с.

36. Девятков Н.Д., Голант М.Б., Бецкий О.В. Особенности медико-биологического применения миллиметровых волн // М.: ИРЭ АН СССР. 1994. с.164

37. Девятков Н.Д., Чернов З.С., Бецкий О.В., Путвинский А.В. Действие миллиметрового излучения на биологические мембраны // Биологическое действие электромагнитных полей. Пущино. 1982. с.44

38. Дедыш С.Н., Зенова Г.М., Добровольская Т.Г., Грачева Т.А. Структура альгоценозов, формирующихся в пятнах «цветения» почвы // Альгология. 1992. т.2, в.2, с.63-69

39. Дмитриев Е.А. Математическая статистика в почвоведении. М.: МГУ. 1995.320 с.

40. Добровольская Т.Г. Структура бактериальных сообществ почв. М.: Наука. 2002. 282 с.

41. Дрокина Т.В., Попова Л.Ю. Действие миллиметровых электромагнитных волн на люминесценцию бактерий // Биофизика. 1998. т.43, в.З, с.522-525

42. Егоров Н.С., Ландау Н.С. Биосинтез биологически активных соединений смешанными культурами микроорганизмов // Прикл. биохим. и микробиол. 1982. т. 18, с.835-849

43. Емцев В.Т. Ассоциативный симбиоз почвенных диазотрофных бактерий и овощных культур // Почвоведение. 1994. №4, с.74-84

44. Жуковский А.П., Резункова О.П., Сорвин С.В., Добролеж О.В., М.А.Жуковский. О биофизическом механизме воздействия миллиметровых излучений на биологические процессы // Миллиметровые волны в биологии и медицине. 1995. № 5, с.64-65

45. Заварзин Г.А. Простекобактерии: экологический принцип в систематике прокариот//Природа. 1990. №5, с.8-17

46. Заварзин Г.А., Колотилова Н.Н. Введение в природоведческую микробиологию. М.: Университет, книжный дом. 2001. 255 с.

47. Заварзин Г.А. Лекции по природоведческой микробиологии. М.: Наука, 2003, 348 с.

48. Заварзин Г.А. Развитие микробных сообществ в истории Земли // В юбил. сб.: Труды Инст-та микробиологии им. С.Н.Виноградского РАН. М.: Наука. 2004. в.12, с.149-159

49. Звягинцев Д.Г. Почва и микроорганизмы. М.: МГУ. 1987. 256 с.

50. Звягинцев Д.Г., Зенова Г.М. Экология актиномицетов. М.: ГЕОС. 2001. 256 с.

51. Звягинцев Д.Г., Лукин С.А., Лисичкина Г.А., Кожевин П.А. Способ более полного количественного учёта микроорганизмов в почве // Микробиология. 1984. т.53, №4, с.665-668.

52. Звягинцева И.С., Герасименко J1.M., Кострикина Н.А, Булыгина Е.С., Заварзин Г.А. Взаимодействие галобактерий и цианобактерий в галофильном цианобактериальном сообществе // Микробиология. 1995. т.64, №2, с.252-258

53. Зенова Г.М. Почвенные актиномицеты. М.: МГУ. 1992, 76 с.

54. Зенова Г.М., Звягинцев Д.Г. Разнообразие актиномицетов в наземных экосистемах. М.: Изд-во МГУ. 2002. 132 с.

55. Зенова Г.М., Калакуцкая А.Н. Характеристика водорослевого и бактериального компонентов альгобактериальных ценозов на выходах карбонатных пород//Микробиология. 1993. т.62, в.1, с. 156-162

56. Зенова Г.М., Широких И.Г., Звягинцев Д.Г. Изменение структуры комплексов актиномицетов низинной торфяной почвы при хозяйственном использовании // В сб. тез. докл. конф.: Биология антропогенных ландшафтов. Днепропетровск. 1995. с. 16

57. Зенова Г.М., Кожевин П.А., Михайлова Н.В., Терехов А.С. Мультисубстратное тестирование популяций почвенных актиномицетов // Вестн. Моск. ун-та. Сер.17, Почвоведение. 2001. №2, с. 10-13

58. Зенова Г.М., Штина Э.А. Почвенные водоросли: Учебное пособие. М.: Изд-во МГУ. 1990. 80 с.

59. Исаева B.C. Влияние КВЧ-облучения на жизнедеятельность микроорганизмов // В сб.: Международный симпозиум Миллиметровые волны нетепловой интенсивности в медицине. 1991, М., ч.2, с.478-482

60. Искин В.Д., Завгородний Ю.В., Яценко Н.М., Силина J1.K., Степула Е.В., Медведовский А.В., Райе Б.Г., Руденко С.В. Биологические эффекты миллиметровых волн // Депонирован в ВИНИТИ, Биофизика, 1987, Препринт №7591-В87, 76 с.

61. Казаринов К.Д. Биологические эффекты КВЧ-излучения низкой интенсивности // Итоги науки и техники. Биофизика. 1990. т.27, с.42-59

62. Казаринов К.Д., Шаров B.C., Путвинский А.В. Действие ММ облучения на суспензию дрожжевых клеток // Сб. докл.: Применениемиллиметрового излучения низкой интенсивности в биологии и медицине. М.: ИРЭ АН СССР. 1986. с.ЗЗ

63. Калакуцкая А.Н., Зенова Г.М. Некоторые особенности углеродного и азотного обмена в ассоциации типа актинолишайника // Микробиология. 1993. т.62, в.1, с.163-198

64. Калакуцкий JI.B., Агре Н.С. Развитие актиномицетов. М.: Наука. 1977. 285 с.

65. Калакуцкий JI.B., Зенова Г.М. Экология актиномицетов // Успехи микробиологии. 1984. №19, с.203-221

66. Комиссаров Г.Г. Фотосинтез: физико-химический подход. М.: Едитореал УРСС. 2003. 224 с.

67. Кондратьева Е.Н., Максимова И.В., Самуилов В.Д. Фототрофные организмы. М.: Изд. Моск. Ун-та. 1989. 375 с.

68. Кондратьева Е.Н. Автотрофные прокариоты. М.: Изд-во МГУ. 1996. 312 с.

69. Корженевская Т.Г. Экспериментальная симбиология (на примере синцианозов растений) // Автореф. дисс. докт. биол. наук. МГУ, Москва. 1990.

70. Кузнецов В.Д., Арджунарао В. Влияние замораживания оттаивания на полноту выявления актиномицетов в почвенных образцах // Антибиотики. 1973, №11, с.998-1002

71. Лакин Г.Ф. Биометрия. М.: Изд. Высшая школа. 1968. 285 с.

72. Лебедева А.Ю. Применение электромагнитного излучения миллиметрового диапазона в комплексном лечении заболеваний сердечно-сосудистой системы // Сб. докл. 11 Межд. симп.: Миллиметровые волны в медицине и биологии. М.: ИРЭ РАН. 1997. с.16-17

73. Ли Ю.В., Лихачева А.А., Алферова И.В. Применение сукцессионного подхода для выделения из почвы антибиотически активных культур актиномицетов // Почвоведение. 2002 (а). №8, с.997-1001.

74. Ли Ю.В., Терехова Л.П., Алферова И.В., Галатенко О.А., Гапочка М.Г. Применение сукцессионного анализа в комбинации с КВЧ-излучением для селективного выделения актиномицетов из почвы // Микробиология. 2003. т.72, №1, с. 131-135

75. Ли Ю.В., Терехова Л.П., Алферова И.В., Гапочка М.Г. Использование КВЧ-излучения в различных диапазонах волн для селективного выделения актиномицетов из почвы // Биомедицинская радиоэлектроника. 2002 (б). №5-6, с.20-24

76. Ли Ю.В., Терехова Л.П., Гапочка М.Г. Выделение актиномицетов из почвы с использованием КВЧ-излучения // Микробиология. 2002 (в). т.71,№1,с.119-122

77. Лихачева А.А., Зенова Г.М., Калакуцкий Л.В. Взаимодействие актиномицетов и водорослей в смешанных культурах // Микробиология. 1987. т.56, в.2, с.309-313

78. Лобакова Е.С., Щелманова А.Г., Корженевская Т.Г., Гусев М.В. Особенности инфицирования растений и их культивируемых тканей ассоциативными цинобактериально-бактериальными комплексами микросимбионтов //Микробиология. 2001. т.70, с.352-359

79. Лукин С.А., Кожевин П.А., Звягинцев Д.Г. Азоспириллы и ассоциативная азотфиксация у небобовых культур в практике сельского хозяйства // Сельскохоз. Биол. 1987. №1, с.51-58

80. Манойлов С.Е., Конев Ю.Е., Еремеева Н.П., Липин А.А. Изучение циклов развития дрожжей при облучении ЭМИ ММ диапазона // Сб. докл.: Применение миллиметрового излучения низкой интенсивности в биологии и медицине. М.: ИРЭ АН СССР. 1986. с.34

81. Маркарова Е.Н., Кирикова Н.Н., Саари J1.A., Тамбиев А.Х. Поглощение минеральных веществ у Spirulina platensis при действии КВЧ-излучения // Вестник Моск. ун-та. 1992. Серия 16, Биология. №2, с.22-27

82. Методы почвенной микробиологии и биохимии. Ред. Д.Г. Звягинцев. М.: Изд-во МГУ. 1991.303 с.

83. Минюк Г.С. Характеристика биологически активных соединений Spirulina platensis II Прикл. альгология. 1999. №1-3, с. 17-24

84. Остапенков A.M., Матисон В.А. Стерилизация мелассы в сверхвысокочастотных магнитных полях // Изв. вузов СССР. Пищевая технология. 1975. №6, с.77-80

85. Поцелуева М.М., Пустовидко А.В., Евтодиенко Ю.В., Храмов Р.Н., Чайлахян J1.M. Образование реактивных форм кислорода в водных растворах под действием электромагнитного излучения КВЧ-диапазона // Доклады Академии Наук. 1998. т.359, №3, с.415-418

86. Пресман А.С. Электромагнитные поля и живая природа. // М.: изд. «Наука». 1968.288 с.

87. Проворов Н.А. Генетико-эволюционные основы учения о симбиозе // Ж. Общ. Биол. 2001. т.62, с.472-495

88. Прокофьева-Бельговская А.А. Строение и развитие актиномицетов. М.: Изд. Академии Наук СССР. 1963. 276 с.

89. Пронина Н.А., Ковшова Ю.И., Попова В.В., Лапшин А.Б., Алексеева С.Г., Баум Р.Ф., Мишина И.М., Цоглин Л.Н. Влияние селенит-ионов на рост и накопление селена у Spirulina platensis // Физиология растений. 2002, №2, с.264-267

90. Реброва Т.Б. Влияние электромагнитного диапазона на жизнедеятельность микроорганизмов // Миллиметровые волны в биологии и медицине. 1992. №1, с. 104-124

91. ЮО.Скулачев В.П. Старение организма особая биологическая функция, а не результат поломки сложной живой системы: биохимическое обоснование гипотезы Вейсмана // Биохимия. 1997. т.62, в.11, с.1394-1399

92. Ю1.Смолянская А.З., Виленская P.J1. Действие электромагнитного излучения ММ-диапазона на функциональную активность некоторых генетических элементов бактериальных клеток // УФН. 1973. т. 110, с.488

93. Ю2.Спекторова JT.B. Морская флагеллята Platymonas viridis Rouch. sp. как объект для массового культивирования // Доклады АН СССР. 1970. т.192,№3, с.662-664

94. Степанов A.JL, Лысак Л.В. Методы газовой хроматографии в почвенной микробиологии. М.: Изд-во МАКСПресс. 2002. 88 с.

95. Ю4.Сухаруков А.П., Тимошкин И.В., Гапочка Л.Д., Гапочка М.Г. Воздействие электромагнитного излучения КВЧ и СВЧ диапазонов на жидкую воду // Вестник МГУ, сер.З Физика и астрономия. 1994. т.35, №4, с.68-71

96. Тамбиев АХ. Летучие вещества, запахи и их биологическое значение. М.: Изд-во «Знание». 1974 (а). 64 с.

97. Тамбиев А.Х. О реакционной способности летучих экзометаболитов некоторых сине-зеленых водорослей, бактерий, грибов и актиномицетов // Микробиология. 1974 (б), т.43, в.З, с.458-462

98. Тамбиев А.Х. Реакционная способность экзометаболитов растений М.: Изд-во МГУ. 1984.72 с.

99. Тамбиев А.Х., Агавердиев А.Ш. Способность летучих фракций некоторых фитанцидообразователей увеличивать хемилюминисценцию олеиновой кислоты // Биофизика. 1966. т. 11, в. 1, с. 175-176

100. Тамбиев А.Х., Дуда В.И., Сингер М. Влияние биологически активных фракций, продуцируемых микроорганизмами, на процесс окисления диоксифенилаланина // Тез, докл. конф. По молекулярной биофизике. М.: 1966. с.58

101. Тамбиев А.Х., Кирикова Н.Н. Выделение органического вещества у водорослей // Успехи соврем, биологии. 1981. т.92, в.1(4), с.100-114

102. Тамбиев А.Х., Кирикова Н.Н., Лапшин О.М., Смирнов Н.А., Гусев М.В. Стимулирующее действие электромагнитного излучения миллиметрового диапазона низкой интенсивности на рост микроводорослей // Вестн. Моск. ун-та. 1990. сер. 16, Биология, №1, с.32-36

103. Тамбиев А.Х., Кирикова Н.Н. Перспективы применения электромагнитного излучения миллиметрового диапазона вфотобиотехнологии // Миллиметровые волны в биологии и медицине. 1992 (а). №1, с.48-54

104. Тамбиев А.Х., Кирикова Н.Н., Лапшин О.М. Изменение фотосинтетической активности микроводорослей под влиянием электромагнитного излучения // Физиология растений. 1992 (б), т.39, №.5, с.1004-1010

105. Тамбиев А.Х., Кирикова Н.Н., Лебедева А.Ф. Влияние КВЧ-излучения на физиологическую активность микроводорослей // Вестн. Моск. ун-та. 1993. сер.16, Биология, с.58-64

106. Тамбиев А.Х., Кирикова Н.Н., Маркарова Е.Н. Влияние электромагнитного излучения на рост и ионный статус среды культивирования у Spirulina platensis II Миллиметровые волны в биологии и медицине. 1996. №8, с.23-28

107. Тамбиев А.Х., Кирикова Н.Н., Маркарова Е.Н. Влияние КВЧ-излучения на транспортные свойства мембран у фотосинтезирующих организмов // Радиотехника. 1997. №4, с.67-76

108. Тамбиев А.Х., Кирикова Н.Н. Действие КВЧ-излучения на метаболизм клеток цианобактерии Spirulina platensis и других фотосинтезирующих организмов // Биомедицинская радиоэлектроника. 1998. №3, с. 17-25

109. Тамбиев А.Х., Кирикова Н.Н. Некоторые новые представления о причинах формирования стимулирующих эффектов КВЧ-излучения // Биомедицинская радиоэлектроника. 2000. №1, с.23-33

110. Тамбиев А.Х., Кирикова Н.Н., Бецкий О.В., Гуляев Ю.В. Миллиметровые волны и фотосинтезирующие организмы // М.: изд. Радиотехника. 2003. 175 с.

111. Тарусов Б.Н., Иванов И.И., Петрусевич Ю.М. Сверхслабое свечение биологических систем. М.: МГУ, 1967. 67 с.

112. Умаров М.М. Ассоциативная азотфиксация // М.: Наука. 1986. 133 с.

113. Хургин Ю.И., Кудряшова В.А., Завизион В.А. Влияние связывания воды димексидом на поглощение КВЧ излучения // Миллиметровые волны в медицине. М.: ИРЭ АН СССР. 1991. т.2, с.532-540

114. Шуб Г.М., Петросян В.И., Синицын Н.И., Елкин В.А., Ароне P.M. Собственные электромагнитные излучения микроорганизмов // Биомедицинская радиоэлектроника. 2000. №2, с.58-60

115. Юрин П.В., Кобзаренко В.И., Шеф Р.П., Черкашина Н.Ф., Тамбиев А.Х. Реакционная способность почв // В сб.: Физиологически активные соединения биогенного происхождения. М.: МГУ. 1971. с.75-77

116. Adams D.G. Symbiotic interaction // In.: The ecology of Cyanobacteria: Their diversity in time and space. Whitton B.A., Potts M. (eds.). Kluwer Academic Publisher. Boston, Mass. 2000. pp.523-561

117. Baker D., Torrey J.G., Kidd G.H. Isolation by sucrose-density fractionation and cultivation in vitro of actinomycetes from nitrogen-fixing root nodules // Nature. 1979. v.281, pp.76-78

118. Belyaev I.Y., Shcheglov V.S., Alipov Y.D., Polunin V.A. Resonance effect of millimeter waves in the power range from 10-19 to 3 x 10-3 W/cm2 on Escherichia coli cells at different concentrations // Bioelectromagnetics. 1996. v.17, iss.4, pp.312-321

119. Bergey's Manual of Systematic Bacteriology // Williams S.T., Sharpe M.E., Holt J.G. (Eds.) Baltimore ets. Williams and Wilkins. 9th edition. 1989. v.4, 2648p.

120. Bergey's Manual of Determinative Bacteriology 9th Edition // Holt J.G., Krieg N.R., Smath Peter H.A., Stanley J.T., Williams S.T. (Eds.) Baltimore ets. Williams and Wilkins. 1994. 787p.

121. Borovitzka M.A. Commercial production of microalgae: ponds, tanks, tubes and fermeters. // J. Biotechnology. 1999. v.70, pp.313-321

122. Byzov B.A., Chernjakovskaya T.F., Zenova G.M., Dobrovolskaya T.G. Bacterial communities associated with soil diplopods // Jena. Gustav Fischer Verlag. Pedobiologia. 1996. v.40, pp.67-79

123. Colli L., Facchini U. Luminiscence of biological living plant roots // Experementia. 1995. v.l 1, №11, p.21

124. Dardanoni L., Torregrossa M.V., Zanforlin L. Millimeter-wave effects on Candida albicans cells // J. Bioelectricity. 1995. v.4, №1, pp.171-176

125. Douglas A.E. Symbiotic interaction // Oxford Univer. Press: Y-N, Toronto. 1994. 148p.

126. Fesenko E.E., Geletyuk V.I., Kasachenko V.N., Chemeris N.K. Preliminary microwave irradiation of water solution changes their channel-modifying activity. FEBS Letters. 1995. v.366, pp.49-52

127. Fogg G.E. Extracellular products of algae in freshwater // Arch. Hydrobiol. 1971. v.5, №1, pp.36-39

128. Fogg G.E. The ecological significance of extracellular products of phytoplankton photosynthesis // Bot. marina. 1983. v.26, №1, pp.3-14

129. Frohlich H. Theoretical physics anb biology // In: Frohlich H. (Eds.). Biological coherence and response to external stimuli. Springer, Berlin, Heidelberg, New York. 1988. p. 1-24

130. Gerber N.N. Geosmin an Earthy-Smelling substance isolated from Actinimycetes // Biotechnology and bioengineering. 1967. v.9, iss.3, p.321

131. Hacene H., Sabaou N., Bounaga N., Lefebure G. Screening for nonpolyenic antifungal antibiotics produced dy rare actinomycetales // Microbios. 1994. v.79, iss.319, pp.81-85

132. Henrikson R. Earth food Spirulina // Kenwood, California, USA. Ronore enterprises. 1994. 180 p.

133. Jolly J.M., Lappin S.H.M., Anderson J.M., Clegg C.D. Scanning electron microscopy of the gut microflora of two earthworms: Lumbricus terrestris and Octolasion cyaneum И Microbiol. Ecology. 1993. v.26, pp.236-245

134. Kalakoutskii L.V., Zenova G.M., Soina V.S., Likhacheva A.A. Associations of actinomycetes with algae // Actinomycetes. 1990. v.l, p.2, pp.27-42

135. Khizhnyak E.P., Ziskin M.C. Temperature Oscillations in Liquid Media Caused by Continuous (Nonmodulated) Millimeter Wavelength Electromagnetic Irradiation // Bioelectromagnetics. 1996. v. 17, pp.223-229

136. Klucas R.V. Associative nitrogen fixation in plants // In: Biology and biochemistry of Nitrogen Fixation / Dilworth M.J., Glenn A.R. (eds.). Else. Sci. Publish. Netherlands. 1991. pp. 187-198

137. Kristufek V., Ravasz K., Pizl V. Actinomycete communities in earthworm guts and surrouding soil // Pedobiologia. 1993. v.37, pp.379 384

138. Lokau W. Evidence for a dual role of cytochrome s-553 and plastocyanin in photosynthesis and respiration of the cyanobacterium Anabaena variabilis II Arch. Microbiol. 1981. v.128, №3, pp.336-340

139. Lopezfandino R., Villamiel M., Corzo N., Olano A. Assessment of the thermal-treatment of milk during continuous microwave and conventional heating // J. Food Protect. 1996. v.59, iss.8, pp.889-892

140. Lumry R. Conformational mechanisms for free energy transduction in protein systems: old ideas and new facts // Ann. N. Y. Acad. Sci. 1974. v.227, pp.4673

141. Makar V.R., Logani M.K., Bhanushali A., Kataoka M., Ziskin M.C. Effect of millimeter waves on natural killer cell activation // Bioelectromagnetics.2005.v.26, iss.l, pp.10-19

142. Mcbee L.E. Innovative methods of energy-transfer // Poultry Sci. 1996. v.75, iss.9, pp.1137-1140

143. McCarthy A.J., Williams S.T. Methods for studying the ecology of actinomycetes // Methods in Microbiology. 1990. v.29, pp.583-563

144. McCarthy A.J., Williams S.T. Actinomycetes as agents of biodegradation in the environment a review // Gene. 1992. v. 115, pp. 189-192

145. Nicdel S., Chen C.S., Parish M.E., Mackellar D.G., Friedrich L.M. Pasteurization of citrus juice with microwave-energy in a continuous-flow unit // J. Agr. Food Chem. 1993. v.41, iss.l 1, pp.2116-2119

146. Niner B.M., Brandt J.P., Villegas M., Marshall C.R. Hursch A.M., Valdes N. Analysis of partial sequences of genes coding for 16 S rRNA of Actinomycetes isolated from Casuarina equisetifolia modules in Mexico // Microbiol. 1996. v.62 (8), pp.3034-3036

147. Nyrop J.E. A specific effect of high frequency electric currents on biological object//Nature. 1946. v. 157, №5, pp.l047-1053

148. Pakhomov A.G., Akyel Y., Pakhomova O.N., Stuck B.E., Murphy M.R. Current state and implications of research on biological effects of millimeter waves: A review of the literature // Bioelectromagnetics. 1998. v. 19, iss.7, pp.393-413

149. Parker B.C., Bold H.C. Biotic relationships between soil algae and other microorganisms //Amer. J. Bot. 1961. v.48, №2, pp. 185-197

150. Piepersberg W. Pathway engineering in secondary metabolite producing actinomycetes // Critical Rev. in biotechnology. 1994. v.14, iss.3, pp. 251285.

151. Pisano M.A., Sommer M.J., Lopex M.M. Application of pretreatment for the isolation of bioactive actinomycetes from marine sediments // Appl. Microbiol. Biotechnol. 1986. v.25, iss.3, pp.285-288

152. Rai A.N. Cyanobacterial-fungal symbioses: the cyanolichens // Handbook of Symbiotic Cyanobacteria. Rai A.N. (eds.) CRS Press. Boca Raton, Florida. USA. 1990. pp.9-41

153. Rai A.N., Bergman B. Creation of new nitrogen-fixing cyanobacterial associations // Biol, and Environ. 2002. v.102B, pp.65-68

154. Rai A.N., Bergman В., Rasmussen U. (eds.) Cyanobacteria in symbiosis // Kluwer Academic Publishers. Dordrecht. 2002.

155. Rai A.N., Soderbak E., Bergman B. Cyanobacterium-plant symbioses // New Phytologist. 2000. v. 147, pp. 449-481

156. Rai S., Singh S.P., Samarketu, Tivari S.P., Mishra A.K., Pandey K.D., Rai A.K. Effect of modulated microwave frequencies on the physiology of a cyanobacterium Anabaena doliolum II Electro- and magnetobiology. 1999. v.18 (3), pp.221-232

157. Rebrova T.B. The influence of MM-wave electromagnetic radiation on vital activity of microorganisms // Biological aspects of low intensity millimeter waves by N.D. Deviatkov, O.V. Betskii (eds.). M.: Seven plus. 1994. pp. 104124

158. Rosaspina S., Salvatorelli G., Anzanel D., Bovolenta R. Effect of microwave-radiation on Candida albicans II Microbios. 1994. v.78, iss.314, pp.55-59

159. Salvatorelli G., Marchetti M.G., Betti V., Rosaspina S., Finzi G. Comparison of the effects of microwave-radiation and conventional heating on Bacillus subtilis spores // Microbios. 1996. v.87, iss.352, pp.169-174

160. Schenk H.E.A. Cyanobacterial symbioses // In.: The Prokaryotes. Ballows A., Truper H.G., Dworkin M., Harder W., Schleifer K-H. (eds.). 2nd edition. Springer-Verlag. N.Y. 1992. pp.3819-3854

161. Shin J.K., Pyun Y.R. Inactivation of Lactobacillus plantarum by pulsed-microwave irradiation// J. Food Sci. 1997. v.62, iss.l, pp. 163-166

162. Stanier R.Y., Kunisava R., Mandell M., Cohen-Bazire G. Purification and properties of unicellular blue-green algae (order Chroococcales) II Bact. Revs. 1971. v.35, pp.171-205

163. Stewart W.D.P., Rowell P., Rai A.N. Cyanobacteria eukaryotic plant symbioses //Ann. Microbiol. 1983. v.134B, pp.205-228

164. Tambiev A.H., Kirikova N.N. Regularities of excretion of organic compounds by microalgae // Abstr. 6 Int. Symposium on Microbial Ecology (ISME-6). Barcelona. 1992. P2-05-15, p.260

165. Tambiev A.H., Kirikova N.N. The prospects of use of EHF radiation in photobiotechnology // Biological aspects of low intensity millimeter waves by N.D. Deviatkov, O.V. Betskii (eds.). M.: Seven plus. 1994. pp.125-163

166. Tambiev A.H., Kirikova N.N. Effect of EHF radiation on cyanobacteria Spirulina platensis // Crit. Rev. Biomed. Engin. 2000. v.28, №3-4, pp.589602

167. Tanford C. The hydrophobic effect. 2nd ed. N.Y. Wiley-Interscience. 1980. 233 p.

168. The Prokaryotes. A Handbook on the Biology of Bacteria. Ecophysiology, Isolation, Identification, Applications // Ballows A., Truper H.G., Dworkin M. et al. (eds.). Springer-Verlag. N.Y., Berlin ets. 1991. pp.921-1157

169. Vessey J.K. Plant growth promoting rhizobacteria as biofertilizers // Plant Soil. 2003. v.255, pp.571-586

170. Villamiel M., Lopezfadino R., Corzo N., Martinezcastro I., Olano A. Effects of continuous-flow microwave treatment on chemical and microbiological characteristics of milk // Z. Lebensmittel-Untersuch. Fors. 1996. v.202, iss.l, pp.15-18

171. Vonshak A. Mass production of Spirulina an overview // In: Biotechnologie per la produzione di Spirulina, eds. L.Tomaselli, CNR IPRA, Rome. 1987. v.17, №1, pp.9-14

172. Waksman S.A. The Actinomycetes. Nature, Occurrence and Activities. The Williams and Wilkins. Baltimore. 1959. v.l, 327 p.

173. Williams S.T., Shameemulah M., Watson E.T., Mayfield C.I. Studies on the ecology of actinomycetes in soil // Soil. Biol. Biochem. 1972. v.4, pp.215

174. Wood A.M., Van Valen L.M. Paradox lost? On the release of energy-rich compounds by phytoplankton // Marine Microb. Food Webs. 1990. v.4 (1), pp.103-116

175. Wu Q. Effect of high-power microwave on indicator bacteria for sterilization // IEEE. Trans. Biomed. Eng. 1996. v.43, iss.7, pp.752-754

176. Zhao J. Improvement of MMW irradiation uniformity in culture dishes for experiments on MMW biological effects // Microwave and Optical Technology Letters. 2004. v.40, iss.3, pp.258-2612251. БЛАГОДАРНОСТИ

Информация о работе

Лукьянов, Александр Андреевич
кандидата биологических наук
Москва, 2007
ВАК 03.00.25

Диссертация

Влияние СВЧ- и КВЧ-излучения на гетеротрофных и фототрофных партнеров смешанных культур микроорганизмов - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы