CC BY
37
УДК553.23 (571.54)
ББК 28.082(2Рос.Бур) З.М. Потапова, Б.Б. Намсараев
ЭКОФИЗИОЛОГИЯ НАКОПИТЕЛЬНОЙ КУЛЬТУРЫ, ВЫДЕЛЕННОЙ ИЗ ТЕРМАЛЬНОГО ИСТОЧНИКА УРО (ПРИБАЙКАЛЬЕ, РЕСПУБЛИКА БУРЯТИЯ)
Полученные результаты показали, что многие выделенные виды имели оптимумы развития, близкие или соответствующие природным условиям их обитания. Установлено, что реакция культуры зависела от видового состава и диапазона приспособленности цианобактерий к условиям окружающей среды.
Ключевые слова: цианобактерии, гидротермы, модельные экосистемы, Уринский источник, бассейн реки Уро.
Z.M. Potapova, B.B. Namsaraev ECOPHYSIOLOGY OF ENRICHMENT CULTURE ISOLATED FROM HOT SPRING URO (PRIBAIKALYE, REPUBLIC OF BURYATIA)
The received results have shown that many isolated species had optimum of development their relatives or corresponding an environment. It is established, that reaction of culture depend on specific composition and a range of adaptation cyanobacteria to conditions of an environment.
Key words: hydroterms, model ecosystems, Uro's spring, Uro-river's basin.
Грант Президиум СО РАН № 38 и 95, МО РФ РНП 2.1.1/2165 и НОЦ Байкал
Введение
В Бурятии широко распространены термальные источники, содовые озера, в которых основу микробного мата составляют цианобактерии. В термальных источниках главными физико-химическими факторами среды, оказывающим влияние на состав и распространение микробных сообществ, являются температура и рН.
Исследования модельных экосистем накопительных культур, получаемых из природных местообитаний, позволяет выявить закономерности влияния переменных факторов среды на скорость роста и соотношение видов.
Целью работы было изучение влияния температуры и различных рН на рост накопительной культуры, выделенной из гидротермы Уро.
Материалы и методы
Пробы для получения накопительной культуры были отобраны из микробного мата источника Уро в 2002 г.
Для получения активных накопительных культур цианобактерий была выбрана среда Кастенхоль-ца [Определитель бактер, 1990] следующего состава (мг/л): NaHCO3-0,1, K2HPO4-0,1, NaNO3-0,6, NaCl-0,008, MgSO4*7H2O-0,1, CaCl2 (10%)-0,5, FeCl3-0,28, Na2SiO3-0,2 и микроэлементы-1 мл. Идентификацию видовой принадлежности цианобактерий проводили на основании морфологических признаков по определителю Komarek K.A. (2005) с помощью светового микроскопа Axiostar plus (Karl Zeiss). Для выявления оптимальных параметров роста были проведены лабораторные эксперименты по выращиванию их при различных температурах и рН [Федоров, Карауш, 1974]. Диапазон изменяемых величин был побран с учетом физико-химических характеристик источника Уро. Для культивирования были подобраны температурные условия от 25,0 до 65,0.
Для определения температурных оптимумов роста стандартные количества клеточных суспензий выращивали в пробирках на градиентном термостате при освещенности 2000лк. Эксперимент проводили в двух повторностях. Для определения границ гало - и алкалотолерантности накопительной культуры были проведены лабораторные эксперименты в градиенте рН от 7 до 10.
рН устанавливали карбонатным-бикарбонатным буфером. Рост культур отмечали визуально и по изменению оптической плотности клеточных суспензий. Биомасса (прирост) измерялась в относительных единицах на приборе на спектрофотометре Cecil 1021 при длине волны 590 нм. Для построения кривых роста и выхода биомассы были вычислены средние арифметические по результатам измерений, полученных в двух повторностях.
Результаты исследования
Уринский источник расположен в Баргузинском районе Республики Бурятия в бассейне реки Уро (левого притока реки Баргузин) по левому берегу ручья Лиственничного в 1,3 км от его устья. Выходы расположены в нескольких, хаотично расположенных местах. На термальной площадке насчитывается более 30 выходов, при этом выделяются три линии разгрузки термальных вод: первая с температурой 64-67,5оС, вторая 45-68оС, третья 25-45оС. Источник относится к гидрокарбонатно-сульфатно-натриевому типу. Во время исследования температура воды на изливах составляла от 38 до 69оС, рН 8,8-10. Из пробы, отобранного из Уринского источника при температуре 40оС, была выделена накопительная культура.
Таблица 1
Средние значения оптической плотности накопительной культуры при различных температурах
25оС 30оС 35оС 40оС 45оС 50оС 55оС 60оС 65оС
1 0,230 0,190 0,140 0,220 0,130 0,180 0,190 0,230 0,140
3 0,260 0,230 0,200 0,210 0,180 0,230 0,200 0,150 0,100
6 0,220 0,340 0,230 0,230 0,220 0,270 0,150 0,100 0
9 0,320 0,430 0,320 0,310 0,360 0,200 0 0 0
12 0,250 0,250 0,340 0,320 0,250 0 0 0 0
15 0,230 0,275 0,450 0,440 0,230 0 0 0 0
18 0,300 0,280 0,470 0,480 0,200 0 0 0 0
Итого 0,260 0,285 0,307 0,320 0,224 0,220 0,180 0,160 0,120
Верхний предел развития накопительной культуры в лабораторных условиях был равен 65оС. Накопительная культура имеет ярко выраженный оптимум роста при температурах 35- 40оС.
Оптическая плотность
0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0
7-8 8-9 9-10 10 и более
рн
Рис.1. Рост накопительной культуры при различных значениях рН
Наилучший рост культуры отмечен при рН 9-10. Максимальные значения оптической плотности обнаружены при рН 9-10, а минимальные значения оптической плотности - при рН 8-9.
Щелочные значения рН являются оптимальными для роста накопительной культуры, выделенной из термального источника Уро. Низкие значения рН оказывали неблагоприятное воздействие на рост культуры. На 15 сутки рост культуры полностью прекращались.
Таблица 2
Средние значения оптической плотности при различных значениях рН в накопительной культуре
Сутки/ рН 7-8 8-9 9-10 10 и более
1 0,120 0,140 0,180 0,160
3 0,250 0,220 0,290 0,300
6 0,270 0,220 0,310 0,350
9 0,200 0,180 0,330 0,430
12 0,150 0 0,550 0,570
15 0 0 0,600 0,760
18 0 0 0,810 0,650
Итого 0,198 0,190 0,470 0,460
Оптическая плотность
рН
рН.
Рис.2. Рост накопительной культуры при различных значениях
При микроскопировании в данной накопительной культуре обнаружено 3 вида. В конце эксперимента доминировал один вид цианобактерий, отнесен по морфологическим характеристикам к роду Phormidium.
Выводы:
1. Полученные результаты показали, что накопительная культура имела оптимумы развития, близкие или соответствующие природным условиям их обитания.
2. Накопительная культура имеет оптимумы развития при рН 9-10 и температуре 35-40оС.
Литература
1. Власов Н.А. Гидрохимические исследования природных вод Восточной Сибири / Н.А. Власов, Л.И. Павлова, А.В. Иванов // Труды ИГУ. - 1970. -Т.50. -Вып.3 .-С.19-40.
2. Вассер С.П. Водоросли / С.П. Вассер, Н.В. Кондратьева, Н.П. Масюк // Справочник. - Киев: Наукова думка, 1989.-С. 170-188.
3. Еленкин А.А. Синезеленые водоросли / А.А. Еленкин // СССР. Специальная часть. - М.; Л.: Изд-во АН СССР. -Вып.2.-1949.-С 1990-1907.
4. Иерусалимский Н.Д. Основы физиологии микробов / Н.Д. Иерусалимский - М.: Изд-во АН СССР, 1963.- С-241.
5. Федоров В.Д. Исследование физиологически активных моно- и смешанных культур некоторых синезеленых водорослей / В.Д. Федоров, Г.А. Карауш // Актуальные проблемы биологии синезеленых водорослей. - М. Наука, 1974. -С. 9098.
Literature
1. Vlasov N.A., Pavlova L.I., Ivanov A.V. Hydrochemical researches of nature waters of Eastern Siberia // Works of ISU.-1970. V. 50. Fasc.3. - P.19-40.
2. Vasser S.P., Kondratieva N.V., Masyuk N.P. Water-plants / Reference book. - Kiev: Nauka dumka, 1989. -P. 170-188.
3. Elenkin A.A. Blue-green water-plants // AN SSSR. Special part. - Moscow-Leningrad: Izdatelstvo AN SSSR. -Fasc. 2. -1949. - P.1900-1907.
4. Ierusalimskiy N.D. Bases of microbe’s physiology.-Moscow: Izdatelstvo AN SSSR, 1963.- P.241.
5. Fedorov V.D., Karaush G.A., Researches of physiology active mono- and mixing cultures of some blue-green water-plants // Actual problems of blue-green water-plants biology. - Moscow: Nauka, 1974,- P. 90-98.
Сведения об авторах
Потапова Зинаида Михайловна - аспирант ИОЭБ СО РАН, лаб. микробиологии. г. Улан-Удэ, ул. Сахья-новой, 6, 670047. E-mail: Z_potapova@mail.ru
Намсараев Баир Бадмабазарович - д-р биол. наук, проф., зав. лаб. микробиологии ИОЭБ СО РАН. Сахь-яновой, 6, 670047. E-mail: bair_n@mail. ru
Data on authors
Potapova Zinaida Mikhailovna - post-graduate student of ICEB SD RAS
Namsaraev Bair Badmabazarovich, doctor of biology science, professor, head of microbiology laboratory of ICEB SD RAS.
