CC BY
8
S.Yu. GORBUNOVA, PhD in Biology
Institute of Biology of the Southern Seas by A.O. Kovalevsky, NAS of Ukraine, Sevastopol SPIRULINA PLATENSIS (NORDST.) GEITLER CULTIVATION ON MINERAL-ORGANIC NUTRIENT MEDIA
It is experimentally established that the use of poultry farms' waste for preparation culture mediums and intensive cultivation of Spirulina platensis increases productivity of microalgae in 1,6 times compared to the control, and allows significantly to reduce the cost of S. platensis biomass.
С.Ю. ГОРБУНОВА, кандидат 6ionozi4nux наук
1нститут бюлоги твденних MopiB iM. А.О. Ковалевського НАНУ, м. Севастополь КУЛЬТИВУВАННЯ SPIRULINA PLATENSIS (NORDST.) GEITLER НА М1НЕРАЛЬНО-ОРГАН1ЧНОМУ ПОЖИВНОМУ СЕРЕДОВИЩ1
Експериментально встановлено, що використання стоюв птахофабрик для приготування культуральних середовищ i штенсивного культивування Spirulina platensis забезпечуе тдвищення продуктивносп мшроводоростей в 1,6 рази в порiвняннi з контролем, а також дозволяе ютотно знизити собiвартiсть бюмаси S. platensis.
С.Ю. ГОРБУНОВА, кандидат биологических наук
Институт биологии южных морей им. А.О. Ковалевского НАНУ, г. Севастополь КУЛЬТИВИРОВАНИЕ SPIRULINA PLATENSIS (NORDST.) GEITLER НА МИНЕРАЛЬНО-ОРГАНИЧЕСКОЙ ПИТАТЕЛЬНОЙ СРЕДЕ
Экспериментально установлено, что использование стоков птицефабрик для приготовления культуральных сред и интенсивного культивирования Spirulina platensis обеспечивает повышение продуктивности микроводорослей в 1,6 раза по сравнению с контролем, а также позволяет существенно снизить себестоимость биомассы S. platensis.
УДК 579.8:628.196
Ю.В. ДОРОШЕНКО, кандидат биологических наук
Институт биологии южных морей им. А.О. Ковалевского НАНУ, г. Севастополь
ХАРАКТЕРИСТИКИ РОСТА МАССОВЫХ ВИДОВ ДРОЖЖЕЙ ПЕРИФИТОНА СИСТЕМ ГИДРОБИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ МОРСКИХ ВОД
Изучены некоторые характеристики роста морских дрожжей, выделенных из перифитона систем гидробиологической очистки морских вод. На основании полученных данных выявлена роль массовых видов дрожжей в трансформации нефтяных углеводородов и других загрязняющих веществ.
Ключевые слова: морские дрожжи, перифитон, системы гидробиологической очистки, характеристики роста.
Введение
В связи с интенсивным загрязнением морской среды механизм естественного самоочищения был нарушен антропогенным фактором. Поскольку естественные процессы не справляются с трансформацией загрязняющих веществ, это приводит к негативным экологическим последствиям.
В отделе морской санитарной гидробиологии ИнБЮМ были сконструированы разные варианты систем гидробиологической очистки для оздоровления прибрежных акваторий. Две из них были расположены в Нефтегавани Севастопольской бухты в начале 90-х годов ХХ века [10]. Проводилось комплексное изучение перифитона этих систем, а также бентосных сообществ в районе их размещения. Была изучена динамика численности различных групп гетеротрофных бактерий, их биохимические особенности, а также выделены культуры морских дрожжей, отнесенные к 10 видам [3]. Известно, что дрожжи являются неотъемлемым компонентом морских экосистем, причем их наибольшее количество приурочено к водным растениям, илам, а также обрастаниям, где происходит концентрирование биогенных веществ, необходимых дрожжам для активной жизнедеятельности [5, 6, 8]. Однако данные о кинетических характеристиках роста массовых видов дрожжей перифитона в литературе отсутствуют. В то же время дрожжи являются необходимой составной частью в комплексном изучении систем гидробиологической очистки морских вод.
Цель данной работы - исследовать характеристики роста массовых видов дрожжей перифитона систем гидробиологической очистки морских вод.
Объекты и методы исследований
Для работы использовали чистые культуры трех массовых видов дрожжей перифитона: Candida lambica (=Pichia fermentans) (Lindner & Genoud) van Uden & H.R. Buckley, Candida krusei (Castellani) Berkhout и Rhodotorula mucilaginosa (Jorgensen) E.C. Harrison, полученных нами из перифитона систем гидробиологической очистки, расположенных в Нефтегавани Севастопольской бухты (Черное море) [3]. Выделяли, хранили, а также изучали рост морских дрожжей на солодово-дрожжевом бульоне (СДБ) по методикам, описанным ранее [5, 9].
Для исследования процесса роста дрожжей перифитона применяли автоматический анализатор «Биоскрин-С» с программой BIORTN. Он позволяет более детально изучать особенности физиологии микроорганизмов, в частности, характер роста культур определенных групп микроорганизмов [1, 4]. Прибор использовался нами как индикаторный, т. е. максимальная величина оптической плотности принималась за 100%, и относительно неё рассчитывались остальные параметры роста.
Определяли следующие параметры: относительную максимальную плотность (биомассу) культуры (В max. отн.5 %); относительный прирост (ДВ max. отн. %); среднюю скорость прироста (Vср = ДВт^. отн./Д0.
Результаты и обсуждение
В связи с отсутствием современных данных по дрожжам Черного моря при изучении перифитона систем гидробиологической очистки была проведена идентификация дрожжей до вида. Также принимали во внимание тот факт, что определенный набор видов дрожжей, особенно развивающихся в водоеме в массовом количестве, может служить одной из дополнительных характеристик данной экосистемы
[7, 8].
В результате определения видовой принадлежности дрожжей было обнаружено, что наибольшая встречаемость отмечена у C. lambica, составившая 26% от общего количества выделенных штаммов. Далее идут C. krusei - 24% и Rh. mucilaginosa - 22%.
Первые работы по изучению ростовых характеристик морских дрожжей (Candida sp.) показали, что скорость роста дрожжей выше, чем бактерий [4].
Относительная максимальная биомасса (плотность) отмечена через 150 ч. от начала эксперимента у культуры, принадлежащей к виду Rh. mucilaginosa, и была принята за 100%. В первые 50 ч. эксперимента максимальная биомасса наблюдалась у C. krusei и составляла 83%, а минимальная - для Rh. mucilaginosa составляла 23,4%. Однако через
шесть суток от начала эксперимента ситуация кардинально изменилась и биомасса Rh. mucilaginosa выросла до максимальных значений (рис. 1).
О Candida lambica —□— Candida krusei Rhodotorula mucilaginosa
Рис. 1 Рост относительной биомассы морских дрожжей в эксперименте
Установлено, что средняя скорость прироста биомассы (табл. 1) для всех культур была максимальной через 50 ч. эксперимента (0,9 - 1,7%/ч.), а затем постепенно снижалась (0,5 - 0,6%/ч.).
Таблица 1
Характеристики роста морских дрожжей в эксперименте
Культура Относительный прирост биомассы ABmax. отн.:> % Средняя скорость прироста Уср. отн. A-Bmax. отн./At
через 50 ч. через 100 ч. через 150 ч. через 50 ч. через 100 ч. через 150 ч.
№ 53 (Candida lambica) 83,2 83,8 84,5 1,7 0,8 0,6
№ 157 (Candida krusei) 80,4 81,1 81,2 1,6 0,8 0,5
№ 145 (Rhodotorula mucilaginosa) 43,1 79,6 86,7 0,9 0,8 0,6
Полученные нами данные подтверждают описанные в литературе общие тенденции развития дрожжей в водоемах разных типов. Согласно данным A.N. Hagler и D.G. Ahearn [11], в воде обнаружено значительное число видов дрожжей, но только немногие из них встречаются постоянно. В морской и незагрязненной пресной воде находятся в основном аспорогенные дрожжи с окислительным метаболизмом или слабобродящие, например, Rhodotorula [5]. Представители рода Candida - C. krusei, C. tropicalis, C. lambica, C. parapsilosis, C. guilliermondii - встречаются в пресной и морской воде разных типов [11]. Их наличие указывает на попадание в воду хозяйственно-бытовых стоков.
Постоянное присутствие в перифитоне систем гидробиологической очистки обнаруженных нами видов C. krusei и C. lambica свидетельствует о хроническом загрязнении Нефтегавани. Принимая во внимание высокие скорости прироста биомассы дрожжей в первые 50 ч. эксперимента (двое суток), можно предположить, что при поступлении загрязняющих веществ в акваторию, в том числе и нефтяных углеводородов [2], начинается массовое развитие видов рода Candida, составляющих одно звено в гидробиологических системах. Относительно Rh. mucilaginosa следует отметить, что этот вид максимально наращивает биомассу в эксперименте только через 150 ч. (на седьмые
сутки), когда прирост биомассы Candida начинает снижаться. При этом происходит и снижение концентраций загрязняющих веществ в перифитоне. Развиваясь в массовых количествах, Rh. mucilaginosa выступает в качестве еще одного звена в системах гидробиологической очистки.
Таким образом, морские дрожжи перифитона в системах гидробиологической очистки выступают в качестве двухступенчатого звена по трансформации нефтяных углеводородов и других загрязняющих веществ.
Выводы
Проведенные исследования показали, что изучаемые штаммы рода Candida активно наращивают биомассу в эксперименте в первые двое суток при наличии необходимых доступных органических веществ. Rhodotorula достигает максимальных значений биомассы в эксперименте через 150 ч. Массовые виды морских дрожжей перифитона в системах гидробиологической очистки выступают в качестве двухступенчатого звена по трансформации нефтяных углеводородов и других загрязняющих веществ.
Список литературы
1. Дарханова Т.А. Микромицеты Бурятии и их биологическая активность: автореф. дис. на соискание науч. степени канд. биол. наук.: спец. 03.02.12 «Микология» / Т.А. Дарханова. - Москва, 2010. - 24 с.
2. Дорошенко Ю.В. Морские дрожжи - деструкторы нефтяных углеводородов в системах гидробиологической очистки / Ю.В. Дорошенко // Тезисы VII Международной научно-практической конференции молодых ученых по проблемам водных экосистем «Pontus Euxinus - 2011», (Севастополь, 24 - 27 мая 2011). - Севастополь, 2011.- С. 101102.
3. Дорошенко Ю.В. Мжрофлора систем гщробюлопчного очищення морських вод: автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. биол. наук.: спец. 03.00.17 «Пдробюлопя» / Ю.В. Дорошенко. - Севастополь, 2009. - 20 с.
4. Дорошенко Ю.В. Исследование ростовых характеристик бактериальных и дрожжевых культур перифитона систем гидробиологической очистки морских вод / Ю.В. Дорошенко // Экология моря. - 2008. - Вып. 76. - С. 49 - 53.
5. Квасников Е.И. Дрожжи. Биология. Пути использования / Е.И. Квасников, И.Ф. Щелокова. - К.: Наук. думка, 1991. - 326 с.
6. Крисс А.Е. Являются ли дрожжевые организмы обитателями морей и океанов? / А.Е. Крисс, М.И. Новожилова // Микробиология. - 1954. - Т. 23, Вып. 6. - С. 669 - 683.
7. Наумов Г.И. Геном дрожжей - индикатор загрязнения окружающей среды / Г.И. Наумов // Достижения микробиологии - практике: Материалы VII съезда Всесоюз. микробиол. общ-ва, (Алма-Ата, 11 - 13 октября 1985). - Алма-Ата, 1985. -Т. 6. - С. 131.
8. Новожилова М.И. Аспорогенные дрожжи и их роль в водоемах / М.И. Новожилова. - Алма-Ата: Наука, 1979. - 200 с.
9. Пат. 65312 U UA, МПК d2N 1/16. Споаб одержання накопичувально! культури морських дрiжджiв / Миронов О.Г. (UA), Дорошенко Ю.В. (UA), Снша Л.В. (UA); заявник 1нститут бюлоги твденних морiв iм. О.О. Ковалевського НАН Украши (UA). -№ а20104985; заявл. 26.04.2010; опубл. 12.12.2011. Бюл. № 23, 2011.
10. Санитарно-биологические исследования в прибрежной акватории региона Севастополя // [под ред. О.Г. Миронова] - Севастополь: Экоси-гидрофизика, 2009. - 192 с.
11. Hagler A.N. Ecology of aquatic yeasts / A.N. Hagler, D. G. Ahearn // The yeasts / ed. A H. Rose, J.S. Harrison. - London: Acad. Press, 1986. - V. 1 - P. 181 - 205.
Статья поступила в редакцию 16.05.2013 г.
Yu.V. DOROSHENKO, Ph. D. in Biology
Institute of Biology of the Southern Seas by A.O. Kovalevsky, National Academy of Sciences of Ukraine, Sevastopol
THE GROWTH CHARACTERISTICS OF MASS YEAST SPECIES OF PERIPHYTONE IN SYSTEM OF SEA-WATERS HYDROBIOLOGICAL CLEANING
Complex investigations of microflora of the hydrobiological cleaning systems have been done. Some growth characteristics of sea yeast have been studied. Obtained results revealed a role of sea yeast in the transformation of contaminated substances. It is shown that sea yeast is a two-stage level by transforming oil hydrocarbons.
Ю.В. ДОРОШЕНКО, кандидат бюлог1чних наук
1нститут бюлоги твденних морiв iм. О.О. Ковалевського НАНУ, м. Севастополь, Украша ХАРАКТЕРИСТИКИ РОСТУ МАСОВИХ ВИД1В ДР1ЖДЖ1В ПЕРИФ1ТОНУ СИСТЕМ ПДРОБЮЛОГ1ЧНОГО ОЧИЩЕННЯ МОРСЬКИХ ВОД
Проведено комплексы дослщження мшрофлори систем гщробюлопчного очищення. Вивчено деяю характеристики росту масових видiв морських дрiжджiв. На пiдставi отриманих результатiв виявлено роль дрiжджiв у трансформаци забруднюючих речовин. Показано, що морськi дрiжджi перифiтону виступають в якостi двоступенево'1 ланки з трансформаци нафтових вуглеводшв.
Ю.В. ДОРОШЕНКО, кандидат биологических наук
Институт биологии южных морей им. А.О. Ковалевского НАНУ, г. Севастополь, Украина ХАРАКТЕРИСТИКИ РОСТА МАССОВЫХ ВИДОВ ДРОЖЖЕЙ ПЕРИФИТОНА СИСТЕМ ГИДРОБИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ МОРСКИХ ВОД
Проведены комплексные исследования микрофлоры систем гидробиологической очистки. Изучены некоторые характеристики роста массовых видов морских дрожжей. На основании полученных результатов выявлена роль дрожжей в трансформации загрязняющих веществ. Показано, что морские дрожжи перифитона выступают в качестве двухступенчатого звена по трансформации нефтяных углеводородов.
ФЛОРА И РАСТИТЕЛЬНОСТЬ
УДК 581.522.4+582.594.2
М.Б. ГАПОНЕНКО, кандидат б1олог1чних наук
Нащональний боташчний сад iм. М.М. Гришка НАН Украши, м. Кшв
РЕЗУЛЬТАТИ 1НТРОДУКЦ1ЙНОГО ДОСЛ1ДЖЕННЯ ВИД1В РОДИНИ ORCHIDACEAE JUSS. ПРИРОДНО1 ФЛОРИ УКРА1НИ В НАЦ1ОНАЛЬНОМУ БОТАН1ЧНОМУ САДУ iM. М.М. ГРИШКА
Наведено тдсумки ттродукцтного досл1дження 40 вид1в родини Orchidaceae Juss. природной флори Украши в Нацюнальному ботатчному саду 1м. М.М. Гришка (Кшв). Проведено оц1нку устшност1 штродукци досл1джуваних вид1в. Показано, що б1льш1сть орх1дних можливо устшно iнтродукувати з метою Их збереження та репатр1аци.
Ключовi слова: ттродукщярослин, орхiднi, збереження, розмноження, культивування.
