CC BY
28
IV. МИКРОБИОЛОГИЯ
O.E. Бабасанова, Д.Д. Бархутова, З.Б. Намсараев, О.М. Калашникова
г. Улан-Удэ
Аэробные органотрофные бактерии щелочных гидротерм Байкальского региона
Aerobic organotrophic bacteria in hot springs of Baikal region was studied The physical and chemical characteristics and the anionic and cationic components of water from hot springs were measured. There was revealed the high number of bacleria'destructors of organic matter. The abundance of cells of separate physiological groups reached ! m!n cells/ml
Байкальский регион, известный своими горячими источниками, представляет собой ценный источник генетического разнообразия прокариот, востребованных как для фундаментальных, так и для практических целей. В связи с постоянством химического состава и температуры в исследуемом месте, а также высокой теплоемкостью воды горячие источники являются идеальными модельными системами для изучения экологии обитающих в них организмов (Brock et al., 1971).
Изучению аэробных термофильных алкалофильных и алкалотолерантных микроорганизмов в последнее время уделяется большое внимание, что связано с выяснением их роли в высокотемпературных системах. Анализ этих данных представляет особый интерес для экологии термофилов, в связи с раскрытием их трофических связей в экологических нишах с высоким температурным градиентом.
Распространение аэробных термофильных микроорганизмов изучалось в термальных источниках Камчатки, Центральной Азии, Индии, Южной Америки, запада США, Европы, Исландии (Wiegel, 1998; Pikuta, 2000; Kevbrin et al., 2004; Кевбрин и др., 2005).
В настоящее время изучен видовой состав цианобактерий и аноксигенных фототрофных бактерий Байкальского региона. Проведены исследования активности продукционных и дест-рукционных процессов в цианобактериальных матах (Компанцева, Горленко, 1988; Юрков и др., 1991, Брянская, 2002; Намсараев, 2003). Распространение аэробных термофилов в термальных источниках Байкальского региона ранее изучалось эпизодически (Храпцова и др., 1984; Намсараев, 2003; Nazina et al., 2004; Зайцева, 2004).
Целью работы являлось изучение функциональной активности аэробных органотрофных микроорганизмов щелочных гидротерм Байкальского региона.
Объекты и методы исследования
Объектами исследования являлись слабоминерализованные азотные гидротермы Байкальского региона, расположенные в Курумканском и Баргузннском районах Республики Бурятия и в Архангайском и Баянхонгорском аймаках Центральной Монголии. Полевые исследования на источниках проводились в летне-осенний период с 2002 по 2005 год.
Определение физико-химических параметров воды в местах отбора проб проводили общепринятыми методами (Trüper, Schlegel, 1964; Алекин, 1973; Романенко, Кузнецов, 1974; Методы гидрохимических исследований..., 1988; Кузнецов, Дубинина, 1989). Органический углерод (Сорг) в осадках анализировали методом мокрого сжигания по Тюрину (Аринушкина, 1961), белок - по методу Лоури (Lowry et al., 1951), углеводы - фенолсернокислым методом Дюбуа (Орлов Д.С., Гришина A.A. Практикум по химии, 1981). Оптическую плотность измеряли на фотоэлектроколориметре КФК-20 (Россия) и спектрофотометре CEC1L-1021 (Великобритания). Пробы воды, почв для микробиологического анализа отбирали в стерильную посуду. Пробы мата для химических анализов и радиоизотопных экспериментов отбирали пробочным сверлом площадью J см2. Введение радиоизотопов и фиксацию проб для химических и микробиологических определений проводили сразу после отбора проб. Концентрацию сульфида определяли колориметрически с парафенилендиамином на спектрофотометре ПФЭК-П-2 (Triper, Schlegel, 1964). Концентрацию сульфата определяли турбидиметрическим методом (Резников и др., 1970). Содержания карбонатов в полевых условиях определяли титрованием (Резников и др., 1970).
112
Общее количество бактерий определяли методом Разумова на мембранных фильтрах (Рома-ненко, 1974). Учет численности и выделение термофильных бактерий различных физиологических групп проводили методом предельных разведений и высева на агар на модифицированной среде Пфеннига следующего состава (г/л): ЫН4С1 0.4; КН2Р04 0.5; ЫаК03 0.4; 0.2;
Ма2504 0.5; ЫаС1 0.5; КС1 0.5; дрожжевой экстракт 0.1; раствор микроэлементов по Липлерту, Витману - 1мл; витамин В12 - 20 мкг, с добавлением 1,5% соответствующего субстрата. рН среды доводили 0.1 М раствором ИаОН до 7.5-8.5 при 25°С, температура инкубации 55°С.
Скорости микробиологических процессов определяли при помощи аппликационного и радиоизотопного методов (Иванов, 1956; Кузнецов, Романенко, 1963),
Результаты исследования и их обсуждение
Физико-химические условия среды обитания микроорганизмов. Для исследования были отобраны пробы воды, донных осадков и микробных матов из гидротерм Прибайкалья: Алла, Большая речка, Гарга, Горячинск, Гусиха, Кучигер, Сея, Умхей, Уро; и Центральной Монголии: Хужирт, Хурамт, Цэнхэр, Шаргулжут и Шивэрт.
Температура воды при выходе на поверхность термальных источников изменялась в широких пределах (табл. I).
Таблица 1
Местоположение и физико-химическая характеристика гидротерм Прибайкалья и Центральной Монголии
Источник Местоположение Т,°С рн Минерализация, г/л.
Алла Баргузине кий хребет 38-70 8,9-9,9 0,15-0,3
Большая речка Побережье оз. Байкал 51.5-61,4 9,28-9,8 0,30
Гарга И кате кий хребет 72,5 8,2 0.30
Горячинск Побережье оз. Байкал 42-43 8,9-9,0 0,53
Гусиха Река Мала* Гусиха 66,9-71,5 8,2-8,4 0,93-0,95
Кучигер Баргузинекий хребет 40,0-47,3 9,4-9,6 0,60
Сея Икатский хребет 45-49 9,3-9,7 0,29-0,30
Умхтй Долина реки Баргузин 46 9,1 0,42
Уро Икатсккй хребет 62-69,1 8,7-9,0 0,50-0,55
Хужирт Архангайский аймак 37-49.1 10,6 0,21
Хурамт Баянхонгорский аймак 54 9,2 0,23
Цэнхэр Архангайский аймак 46-84 9,8 0,25-0,26
Шаргулжут Бая нхонгорс ки й ай мак 35-90 8,0-8,6 0,22-0.23
Шивэрт Архангайский аймак 36-56 10,4-10,6 0.28-0,29
Наиболее горячими были воды источников Шаргулжут (ст.1, ст.2), Цэнхэр, Гарга, Гусиха , Алла и Уро. В местах отбора проб донных отложений и микробных матов термального источника Шаргулжут исследован гидрохимический состав воды четырех выходов и шести станций по изливу (табл. 2). Самая высокая температура отмечена на станции I (90°С), низкая - на станции 9 (35°С). Низкие температуры в выходах, разгружающихся в русле реки, связаны с перемешиванием термальных вод с речными.
Таблица 2
Физико-химическая характеристика гидротермы Шаргулжут
Станция Описание пробы Т, °С рН
! Выход, песок, гравий 90 8,0
2 Выход, песок, гравий 87 8,0
3 Ручей в 5 м ниже ст. 1, песок 72 8,0
4 Ручей в 10 м ниже ст.1, илистый песок 67 8,0
5. Ручей в 20 м ниже ст. 1, илистый песок 59 8,1
6 Разлив по камням, в 20 м. ниже ст. 1, желто-зеленый мат 52 8.0
7 Разлив по камням, в 20 м. ниже ст. 1, темно-зеленый мат 36 8,3
8 Выход, темно-зеленый мат 45 8,3
9 Выход, белый мат 35 8,1
10 Ручей, буро-красный мат на камнях 59 8,6
113
Воды термальных источников имели щелочную реакцию. Значение рН варьировало от 8,0 до 10,6. Сильнощелочная реакция среды отмечена в источниках Шиверт и Хужирт (рН 10,4-10,6). Высокие значения (рН 9,6-9,9) зарегистрированы в воде гидротерм Алла, Сея, Большая речка, Кучигер и Цэнхэр. Слабощелочная реакция отмечена в водах Гарга, Гусиха и Шаргулжут (8,08,6).
По степени минерализации термальные вода являлись слабо минерализованны ми. Минерализация вод термальных источников не превышала 1 г/л. Минимальные концентрации минеральных солей отмечены в монгольских источниках (0,21-0,29 г/л).
Исследование анионного состава показало (табл. 2), что в воде большинства источников гидрокарбонаты преобладали над остальными ионами. Наиболее высокое содержание гидрокарбонатов определено в источнике Хужирт, концентрация которых составила 189,1 мг/л. Концентрация хлоридов минеральных вод колеблется от 8,9 (ист. Шаргулжут) до 36,39 мг/л (ист. Гусиха). Содержание сульфатов в гидротермах изменялось от 32,53 (ист. Гарга) до 130,93 мг/л (ист. Гусиха). Следует отметить, что в гидротерме Гусиха отмечено высокое содержание хлоридов и сульфатов. В азотных термах присутствие карбонат-иона резко сдвигает величину рН в щелочную сторону. Наивысшее значение рН 10,6 установлено в воде источника Хужирт при содержании карбонат-иона в количестве 90 мг/л.
Характерной особенностью гидротерм Сея, Алла, Кучигер, Шарагулжут и Хужирт является присутствие сероводорода, концентрация которого варьировала от 1,8 до 15,0 мг/л. Максимальная концентрация сероводорода определена в ист. Шаргулжут (15,0 мг/л).
Таблица 3
Гидрохимический состав воды термальных источников
Источник Станция нссу, мг/л СО,2", мг/л С!\ мг/л $042\ мг/л э2-, мг/л Са5+, мг/л мг/л Ыа' К", мг/л
Гарга 1 23,18 64,80 9,83 32,53 <0,1 1,37 - -
Уро 6 85,40 0 17,75 47,83 <0,1 4,61 - -
Гусиха 1 97,60 0 36,39 130,93 <0,1 0,71 - -
Сея 1 97,60 24,00 16,51 47,40 1,80 и.о. - -
Алла 1 122,00 0 14,20 67,00 2,12 6,20 1,10 92,51
Кучигер I 127,01 0 17,70 92,20 8,50 4,00 14,60 136,20
Шарагулжут 1 118,30 0 8,90 46,40 10,00 5,60 2.20 67,50
95,20 24,00 10,60 53,20 15,00 3,20 1,60 64,80
Хужирт 1 189,10 90,00 16,00 80,00 5,00 3,20 12,60 143,70
Цэнхэр 1 110,8 - 44,73 37,20 8,00 10,52 - 155.76159.02
Шивэрт 1 117,4 - 19,17 72.00 11,00 4,51 - 204.6
Изучение катионного состава минеральных вод гидротерм показало преобладание в них щелочных металлов. Суммарная концентрация ионов натрия и калия составляла 64,8- 143,7 мг/л. Содержание ионов магния колеблется от 1,1 до 14,6 мг/л. Содержание ионов кальция в водах источников варьирует в пределах 0,71 - 6,20 мг/л. Максимальное содержание кальция отмечено в термальном источнике Алла, наименьшее количество этого катиона определено в гидротерме Гусиха.
Термальные источники Цэнхэр и Шиверт имеют исключительно слабую минерализацию -0,26 и 0,29 г/л соответственно. По анионному составу термы относятся к гидрокарбонатно-сульфатным. Концентрация хлорид-ионов колеблется от 19,17 до 44,73 мг/л. Общее содержание растворенного сероводорода, гидросульфид и сульфид-ионов составило 10,0-15,0 (Цэнхэр) и 11,0 мг/л (Шиверт), Суммарная концентрация ионов составила 155,76 - 159,02 мг/л
(Цэнхэр) и 204,06 мг/л (Шиверт). Максимальная концентрация иона Са:+ в источнике Цэнхэр -10,52 мг/л.
Содержание ОВ и неорганических соединений в микробных матах и донных осадках гидротерм. В микробных матах и донных отложениях изучаемых гидротерм определено содержание органического углерода (СорГ), золы, карбонатов, углеводов, белка и липидов (табл. 3, 4).
114
Таблица 4
Химический состав микробных матов гидротерм (в % от сухого веса)
Гидротерма Сп„г Зола Карбонаты Углеводы Белок
Гусиха 16,83-31,35 12,12-75,10 4,48-5,86 13,03-24,77 4,31-12,43
Уро 16,35-26,20 29,73-68,73 8,04-13,52 9,72-24,70 7,48-13,42
Гарга 17,04-25,78 60,08-64,22 14,18-16,01 16,58-21,15 7,24-11,12
Сея 15,37-25,15 55,29-64,31 7,05-9,03 12,42-24,73 5,92-15,79
Алла 16.10 64,22 8,08 16,78 6,72
Кучигер 23,86 57,34 - 20,23 _
Умхей 5,0-9,6 60,33-90,40 19,5-48,0
Шаргулжут 13,09 68,72 6,81 18,05 5,61
Цэнхэр 7.0 81,69 - 20,5
Шиверт 2,3-3,7 87,99-96,16 - 11,0-13,5
Хужирт 3,0 89,59 - 9,5 -
Микробные маты характеризовались достаточно высоким содержанием Сорг. Количество Сорг в матах гидротерм достигало 31,35%. Максимальное количество Сорг отмечено в матах ист. Гу-сиха, развивающихся при высоких температурах (71,5 и 66,9°С). Большая часть ОВ матов представлена углеводами. Количество углеводов в матах изменялось в широких пределах и составляло 9,5-48%. Значительных колебаний в содержании белка в микробных матах термальных источников не отмечено. Максимальное содержание белка достигало 15,79%. В микробных матах отмечено низкое содержание липидов. Их количество не превышало 2% от сухой массы мата.
Исследованные маты характеризовались высоким содержанием золы (до 70%). В процессе жизнедеятельности цианобактерий и бактерий мата происходит отложение внеклеточных минеральных солей. В микробных матах определено высокое содержание карбонатов. Их количество составляло 4,48-25,14%!.
Сравнительный анализ содержания Сорг матов и донных осадков термальных источников показал, что процессы образования ОВ более интенсивно протекают в микробных матах гидротерм.
Содержание органического углерода в донных отложениях находилось в пределах от 0,4 до 10,3%. Высокое содержание Сорг (10,3%) в пробе ила источника Кучигер обьясняется тем, что местность выхода термальных вод сильно заболочена и покрыта зарослями растительности. Содержание углеводов в седиментах варьировало незначительно и составляло 10-25%. Очень высокие значения зольности (до 99,98%) свидетельствуют о накоплении в илах неорганических соединений.
Таблица 5
Химический состав донных осадков гидротерм (в % от сухого веса)
Гидротерма Сорг, Зола Углеводы
Алла 1,8 92,30 25,0
Кучигер 10,3 89,64 10,0
УмхеЙ 5,0 81,45 19,5
Цэнхэр камни 0,4 90,47 10,5
ил 6,4 88,79 ! 1,5
Шиверт 1,3 99,98 19,5
Хужирт 0,8 99.77 21,5
Интенсивность процессов микробной деструкции органического вещества в термальных источниках В гидротермах была изучена интенсивность микробного разложения белка при помощи аппликационного метода (табл. 5). Количество белка в пробах термальных источников достигало 0,05-0,88 мг белка/кг сухого вещества. Среднесуточная скорость разложения белка в данных осадках, и микробных штах варьировала от 0,096 до 1,776 %. Максимальные значения скорости разложения белка выявлены в микробном мате источника Кучигер
115
Таблица 6
Скорость минерализации белка в гидротермах._
Источник Т,°С рН Сод-ние белка. Скорость разложения
мг/г сух, в-ва белка,% в сут
Шаргулжут: ил 90 8,0 0,290 0.450
мат 45 8,3 0,807 1,704
Цэнхэр: ил 80 9,8 0,310 0,464
Алла: ид 70 9,9 0,382 0,538
мат 38 8,9 0,450 0,808
Шивэрт: ил 56 10,4 0,330 0,514 ■
Хурамт; ил 54,7 9,2 0,362 0,412
Сея: маг 49 9,7 0.714 1,488
Кучигер: ил 47,3 9,6 0,690 1,200
мат 40 9,4 0,880 1,776
Хужирт: ил 37 10,6 0,050 0,096
Таблица 7
Интенсивность продукционных процессов в микробных сообществах исследованных гидротерм
Источник О кси генный Аноксигенный Тем нов? ч фиксация Максимальная
фотосинтез, фотосинтез. углекислоты, суммарная продук-
гС/(м2 сут) гО(м2 сут) гС/(м2 сут) ция, гС/{м2 сут)
Гарга 0,01-1,27 0.03-0.46 0.06-1.15 3.2
Уро 0,002-3.35 0,0076-1.17 0.25-1,95 3.7
Сея 0.065-3.65 0.1-5.48 0.1-12.1 21-2
Алла 0,007-0.07 0.01-0.12 0,28-1,69 ] .69
Большая речка 0,004-0.737 0.004-0.882 0.07-0.806 1.78
Цэнхэр 0,006-0,879 0,001-0,104 0,07-0,353 -
Шивэрт 0,006-1,916 0,006-0,103 0,06-0,284 -
Микробные сообщества щелочных гидротерм обладают высокой продуктивностью.
Максимальная скорость оксигенного фотосинтеза составляет 3.65 г /С/м2 сут. Максимальная скорость аноксигенного фотосинтеза составляет 5.48 г/С/м2 сут (табл.6). Максимальная скорость темновой фиксации углекислоты в источниках составляет 12.1 г/С/м2 сут. Максимальная суммарная продукция (21.2 г/С/м2 сут) была зарегистрирована в источнике Сея.
С понижением температуры активность продукционных процессов возрастает. Наибольшей продуктивностью в исследованных источниках обладают микробные маты, развивающиеся при температуре менее 50°С. Термальные воды исследованых источников содержат сульфат в высоких концентрациях, поэтому доминирующим процессом терминальной деструкции является сульфатредукция. Интенсивность процесса достигает значительных величин (до 5,53 г8/м2 сут) (табл. 7), что создает условия для активного функционирования микроорганизмов цикла серы в сообществе. Скорости метаногенеза невелики (до 1,5 мгС/м2 сут). В ходе процесса сульфатре-дукции расходуется до 3 гС/м2 сут, тогда как в ходе процесса метаногенеза - лишь до 6,2 мгС/м2 сут.
С уменьшением температуры скорости продукционных и деструкционных процессов увеличиваются. Увеличение скорости продукции опережает скорость деструкции, в мезофильной области источников через терминальные анаэробные деструкционные процессы расходуется до 61% образованного вещества. Оставшаяся часть, вероятно, расходуется через процессы аэробной деструкции.
Распространение аэробных термофильных органотрофных бактерий в донных осадках и микробных матах щелочных гидротерм. На первом этапе деструкции ОВ основная роль принадлежит аэробным бактериям, осуществляющим гидролиз. Гидролитические бактерии проводят процесс, находясь в контакте с твердой фазой гидролизуемых веществ, хотя действие обусловлено внеклеточными гидролазами. Гидролитики специализированны по используемым ве-
116
ществам. В них следует различать группировки сахаролитических, протеолитических, липоли-тических организмов, использующих соответственно полимеры углеводов, азотистых соединений, липидов и продукты их гидролиза.
Таблица 8
Интенсивность деструкционных процессов в микробных сообществах исследованных гидротерм
Источник Сульфат-редукция. г5/(м2 суг) Метаногенез, мкгС/(м2 сут)
Гарга 0.004-2.13 1.78-1560
Уро 0.006-5.53 10-562
Сея 0.06-1.29 1-250
Алла 0.01-4.1 0.28-1.7
Большая речка 0.05-0.36 0.381-0.555
Шаргулжут 0,008-0,76 -
Цэнхэр 0,014-0,40 4,68-758,92
Шивэрт 0,005-1,1 16,05-28,76
Таблица 9
Максимальная численность аэробных термофильных бактерий и общее микробное число
в илах гидротерм, ^ кл/мл
Численность термофильных аэробных бактерий
Гидротерма Т,°С рн Протео Литики Амило Литики Сахаро литики Липоли-тики Целлюло-литики омч
Шаргулжут 90 8,0 5 1 2 3 2 6,58
87 8,0 5 1 2 3 2 6,54
72 8,0 6 2 2 1 3 6,94
67 8.0 6 2 3 3 4 6,97
59 8,1 6 5 6 3 4 7,01
Цэнхэр 83,7 9.8 5 1 6 3 2 6,35
80,3 9,8 6 2 6 2 1 6,31
Гарга 72,5 8,2 4 3 4 I 1 6,95
Гусиха 71,5 8,4 3 3 3 1 1 5,36
Алла 70 9,9 6 3 4 3 2 7,27
Уро 64 8,9 3 1 3 2 2 6,12
Шивэрт 56 10,4 5 2 4 3 2 7,09
Хурамт 54,7 9,2 3 2 3 3 1 6,8!
Кучигер 47,3 9,6 3 2 3 1 2 6,51
Умхэй 46 9,1 4 4 3 2 2 6,92
Горячинек 43 9,0 3 3 3 2 2 4.37
Хужирт 37 10,6 2 2 2 1 1 6,64
Максимальные значения численности аэробных протеолитических бактерий (до 1 млн кл/мл) выявлены в донных осадках источников Шаргулжут, Цэнхэр и Алла в выходах с температурами 59-72°С. В высокотемпературных выходах (83,7-90°С) количество данных бактерий было на порядок ниже, С понижением температуры воды в гидротермах значения численности аэробных протеолитиков понижались, что, вероятно, обусловлено увеличением скорости разложения белка. В источнике Хужирт зафиксировано наименьшее количество протеолитических бактерий (100 кл/мл), что объясняется малым содержанием белка (0,8 мг белка/кг сухого вещества) в пробе ила.
Количество бактерий, гидролизующих углеводы, варьировало от 10 кл/мл до 1 млн. Практически во всех источниках численность сахаролитических гидролитиков была на порядок выше числа бактерий, использующих в качестве основного субстрата - крахмал.
117
Число липолитических бактерий достигало 1000 кп/мл, вероятно это объясняется низким содержанием доступных липидов в водоемах. Количество бактерий, разрушающих клетчатку, варьировало от 10 до 10000 кл/мл.
Общая численность бактерий в донных отложениях изучаемых гидротерм колебалась от 3,46 до 18,56 млн кл/мл. Максимальные ее значения были отмечены в источниках Алла, Ши-вэрт и Шаргулжуг, минимальные - в ист. Горячинск.
В сед и ментах источника Шаргулжуг выявлено увеличение общего количества бактерий с уменьшением температуры; максимальное значение, равное 10124500 кл/мл (7,01 ^ кл/мл), наблюдалось при 59°С.
Таблица 10
Максимальная численность аэробных термофилов и общее микробное число в микробных матах гидротерм, ^ кл/мл
Гидротерма Т,°С рН Численность термофильных аэробных бактерий ОМЧ
Протео литики А мило Литики Сахаро литики Липоли-тики Целлюло-литики
Гусиха 66,9 8,2 4 3 4 2 1 5,12
Уро 62 8,7 3 2 4 2 2 4,94
Шаргулжуг 52 8,0 4 5 4 3 3 6,89
36 8,3 2 3 4 1 1 6,84
45 J 8,3 3 3 3 1 1 6,86
35 8,1 4 3 3 2 1 6,65
59 8,6 4 3 1 1 1 6,93
Сея 49 9,7 6 4 1 2 2 7,24
45 9,3 5 4 1 3 3 7,21
Горячинск 42 8,9 5 4 5 3 2 4,97
Кучи гер 40 9,4 2 2 1 1 1 7,67
Алла 38 8,9 4 2 4 2 2 6,89
Высокие значения численности бактерий - протеолитиков выявлены в микробных матах источников Горячинск и Сея. Максимальная численность целлюлолитиков (1000 кл/мл) выявлена в матах терм Шаргулужут и Сея. Наибольшее количество бактерий - амилолитиков (10000 кл/мл) наблюдалось в микробных матах источника Шаргулжуг. Численность сахаролитических бактерий в пробах донных осадков и микробных матах варьировала в зависимости от условий среды - от 10 до 10000 кл/мл. Максимальная численность липолитических бактерий составляла 10000 кл/мл. Высокие численности липолитиков были зафиксированы в гидротермах Алла, Сея и Горячинск.
Таким образом, результаты исследования основных микробиологических процессов в щелочных гидротермах Байкальского региона, проведенные с помощью аппликационных и радиоизотопных методов, подтверждают активное функционирование физиологических групп, детектируемых культуральными методами.
Результаты количественной оценки численности культивируемых аэробных протеолитиков, амилолитиков, целлюлолитиков, сахаролитиков и липолитиков показывают, что в деструкции органического вещества в исследуемых гидротермах активно участвуют аэробные термофильные органотрофные бактерии, выполняющие роль первичных деструкторов органического вещества в гидротермах.
Литература
1, Brock T.D., Brock M.L., Bott T.L., Edwards M.R, Microbial life at 90°C: the suIftir bacteria of Boulder spring//J. Bacterio!. 1971. V.107. P.303-314.
2, Wiegel J. Anaerobic alkali thermoph il es, a novel group of extremophiles // Extremophiles, 1998. V.2. P. 257-267.
3. Pikuta E, Lysenko A, Chuvilskaya N, Mendrock U, Hippe H, Suzina N, Nikitin D, Osipov G, Laurinavichius K. Anoxybacillus pushchinensis gen. nov., sp, nov,, a novel anaerobic, alkali phi lie, moderately thermophilic bacterium from manure, and description of Anoxybacillus (lavjthermuscomb, nov.// Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 2000, V, 50. P. 2109-2117.
4. Kevbrin V, Zengler K, Lysenko A, Wiegel J. 2005. Anoxybacillus kamchatkcnsis sp. nov., a novel thermophilic facultative aerobic bacterium with a broad pH optimum from the Geyser valley, Kamchatka // Extremophiles 9: 391-398.
118
5. Компанцева Е.И., Гор лен ко В.М. Фототрофные сообщества в некоторых термальных источниках озера Байкал // Микробиология. 1988. Т. 57. №5. С. 841-846/
6. Юрков В.В., Горленко В.М., Митюшика Л.Л., Старынин Д.А. Влияние лимитирующих факторов на структуру фототрофных сообществ в Большереченских термальных источниках // Микробиология. 1991. Т. 60. №6 С 129138.
7. Брянская A.B. Влияние экологических условий на видовое разнообразие и функциональная активность циа-нобактерий водоемов Южного Забайкалья: автореф. дис, ... канд. биол, наук. - Улан-Удэ, 2002.-22 с.
8. Намсараев З.Б. Микробные сообщества щелочных гидротерм: автореф. дис. .., канд, биол. наук. - М. - 2003а -23 с.
9. Храпцова Г.И., Цаплина И,А., Серегина Л.М., Логинова Л.Г. Термофильные бактерии горячих источников Бурятии //Микробиология. 1984. Т.53. Вып.1. С. 137-141.
10. Truper H.G., Schlege! H.G. Sulphur metabolism in Thiorhodaceae. 1. Qualitative measurements on growing cells of Chromatium okenii. //Antonie van Leeuwenhoek J. Microbiol. And Serol. 1964. V.30. №3. p. 225-238.
11. Алекин O.A., Семенов А.Д., Скогинцев Б.А. Руководство по химическому анализу вод суши. - Л.: Гидроме-теоиздаг, 1973. - 269 с.
12. Аринушкика Е.В. Руководство по химическому анализу почв // Агрохимия. - 1972. - №3. - С.245
13. Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв. - М.: Наука, 1980,- 487 с.
14. Резников A.A., Муликовская Е.П., Соколов И.Ю. Методы анализа природных вод. 3-е изд. - М.: Недра, 1970.
15. Кузнецов С.И., Романенко В.И. Микробиологическое изучение внутренних водоемов. - Л,: Изд-во АН СССР, 1963,- 129 с.
16. Иванов М,В. Применение изотопов для изучения интенсивности процесса редукции сульфатов в озере Бело-водь // Микробиология. 1956. Т. 25. №3. С. 305-309.
O.E. Еабасанова, З.Б. Намсараев, Д.Д. Бархутова г. Улан-Удэ
Фшиолого-биохнмнчеекая характеристика аэробных органотрофных бактерий, выделенных из щелочных гидротерм Байкальского региона
Microbiological investigations took place in the hot springs of Baikal region. These analyses showed the variety of aerobic organotrophic bacteria. They are presented with two genes: Bacillus and Anoxybacit!us.
В щелочных термальных источниках Байкальского региона развиваются специфические сообщества алкалотермофильных микроорганизмов, которые активно участвуют в процессах деструкции органического вещества гидротерм.
Из проб донных осадков и микробных матов гидротерм Хужирт, Шиверт, Цэнхэр (Монголия) и Уро, Большая речка, Алла, Сея, Гусиха и Гарга (Бурятия) с различным температурным режимом (37-840С) и pH 8,0-10,6 было выделено 22 штамма термофильных бактерий. Для выделения аэробных органотрофов были использованы модифицированные минеральные среды, содержащие в качестве субстратов глюкозу, пептон или крахмал. Пробы инкубировали при температуре 55°С, pH 8,0-9,5. Идентификация выделенных микроорганизмов была проведена на основе морфологических, физиолого-биохимических и молекулярных признаков. Морфологически бактерии были представлены разных размеров палочками, образующими терминальные споры. Все штаммы являются алкалотолерантными умеренными термофилами с оптиму-мами роста при 50-60°С. Молекулярный анализ с использованием генов 16S рРНК выделенных культур показал, что выделенные бактерии представлены родами Bacillus, Anoxibacillus sp.
Bacillus hemicellulosolyticum выделен из термального источника Уро, Т 69,1 С, pH 8,7-9,0, Северное Прибайкалье. Клетки представляют собой неподвижные, спорообра-зующие палочки. Грамположительного типа. Колонии гладкие дисковидные, около 3 мм в диаметре, белого цвета. Факультативный анаэроб. Умеренный термофил, растущий при 37-72°С, с оптимумом 60 С. Алкалотолерантен, растет при pH 6,0-9,5 с оптимумом 8,5. Растет при концентрациях NaCI от 0 до 50 г/л, оптимум 2-5 г/л.
Маннит, фруктоза, дульцит, сахароза, мальтоза, манноза, глицерин, целлюлоза и дрожжевой экстракт поддерживают рост. Арабиноза, инозит, сорбит, раффиноза, глюкоза, лактоза и галактоза не используются. Способен к брожению на сахарозе.
Сходство по 16рРНК составляет 99%.
Bacillus licheniformis выделен из горячего источника Большая речка, расположенного на побережье оз. Байкал. Т 61,4°С, pH 9,2-9,8.Клетки представляют собой неподвижные спорообра-зующие палочки. Колонии неровные, размером 3-4 мм. Факультативный анаэроб. Умеренный термофил, оптимальная температура роста 55°С. Алкалотолерантен с оптимумом pH 8,0.
119
