Научная статья на тему 'Микробное разнообразие в щелочных соленых озерах Приононья (Забайкалье)'

Микробное разнообразие в щелочных соленых озерах Приононья (Забайкалье) Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

CC BY
130
21
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ЩЕЛОЧНЫЕ СОЛЕНЫЕ ОЗЕРА / ALKALINE SALTLAKES / ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА / PHYSICOCHEMICAL CHARACTERISTIC / МИКРОБНОЕ РАЗНООБРАЗИЕ / MICROBIAL DIVERSITY

Аннотация научной статьи по биологическим наукам, автор научной работы — Абидуева Елена Юрьевна, Зайцева Светлана Викторовна

Представлены результаты физико-химического и микробиологического исследования щелочных соленых озер Приононья, характеризующихся высокими значениями рН (до 10,1) и минерализации (до 470 г/л). В воде и донных осадках изучены численности бактерий-деструкторов органического вещества. Установлено, что доминирующими филумами в микробном сообществе изученных озер являются Proteobacteria (30-52%), Firmicutes (5-20%), Bacteroidetes (11-24%), с отличиями на уровне классов и родов. В микробном сообществе высокоминерализованного озера Борзинское выявлена существенная доля архебактерий класса Euryarchaeota (33%).

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по биологическим наукам , автор научной работы — Абидуева Елена Юрьевна, Зайцева Светлана Викторовна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

MICROBIAL DIVERSITY IN ALKALINE SALT LAKES OF PRIONONYA (TRANSBAIKAL REGION)

The results of physico-chemical and microbiological researches of Priononye’s mineral lakes present in article. The lakes water is characterized by pH value to 10,1 and mineralization value to 470 g/l. The environment and quantity of organic matter bacteriadestructors in the water and bottom sediments were studied. It is established that the dominant phylums in the microbial community of the studied lakes are Proteobacteria (30-52%), Firmicutes (5-20%), Bacteroidetes (11-24%), with differences at the level of classes and genera. In the microbial community of the highly mineralized Lake Borzinskое, a significant proportion of Аrchebacteria of the Euryarchaeota class (33%) was detected.

Текст научной работы на тему «Микробное разнообразие в щелочных соленых озерах Приононья (Забайкалье)»

ЗООЛОГИЯ И МИКРОБИОЛОГИЯ

УДК 551.481.1

МИКРОБНОЕ РАЗНООБРАЗИЕ В ЩЕЛОЧНЫХ СОЛЕНЫХ ОЗЕРАХ ПРИОНОНЬЯ (ЗАБАЙКАЛЬЕ)

© Абидуева Елена Юрьевна

доктор биологических наук, профессор, старший научный сотрудник, Институт общей и экспериментальной биологии СО РАН, Россия, 670047, г. Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 6 E-mail: abidueva_l@mail.ru

© Зайцева Светлана Викторовна

кандидат биологических наук, научный сотрудник, Институт общей и экспериментальной биологии СО РАН, Россия, 670047, г. Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 6 E-mail: svet_zait@mail.ru

Представлены результаты физико-химического и микробиологического исследования щелочных соленых озер Приононья, характеризующихся высокими значениями рН (до 10,1) и минерализации (до 470 г/л). В воде и донных осадках изучены численности бактерий-деструкторов органического вещества. Установлено, что доминирующими филумами в микробном сообществе изученных озер являются Proteobacteria (30-52%), Firmicutes (5-20%), Bacteroidetes (11-24%), с отличиями на уровне классов и родов. В микробном сообществе высокоминерализованного озера Борзинское выявлена существенная доля архебактерий класса Euryarchaeota (33%). Ключевые слова: щелочные соленые озера, физико-химическая характеристика, микробное разнообразие.

На обширной части Забайкальского края распространены многочисленные озера, от солоноватых до гиперсоленых, которые являются экстремальными водными системами и характеризуются высокими значениями рН и широким диапазоном минерализации [1-4]. Исследования проведены в трех щелочных соленых озерах Приононья: Хилганта, Горбунка, Борзинское.

Для определения условий среды обитания микроорганизмов были проведены измерения физико-химических показателей воды в озерах (табл. 1). Температура воды в период отбора проб в озерах колебалась от 9,8 0C (оз. Горбунка) до 13,7 0C (оз. Борзинское). Значения общей суммы солей в озерах варьировали от 36 г/л (оз. Хилганта) до 470 г/л (оз. Борзинское). Высокое содержание солей в минеральных озерах обусловлено характером их водно-солевого питания (в основном, за счет атмосферных осадков) и климатическими условиями Забайкалья, которые определяются их территориальным местоположением. Резко-континентальный климат аридной зоны отличается выпадением небольшого количества осадков, высокой солнечной инсоляцией в летнее время, в результате чего процессы испарения преобладают над количеством выпавших осадков, и происходит концентрация солей в водах озер [5]. Значения кислотности среды в исследованных озерах находились в щелочной области и варьировали от 9,5 (оз. Борзинское) до

ВЕСТНИК БУРЯТСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА

БИОЛОГИЯ. ГЕОГРАФИЯ 2017. Вып. 3

10,1 (оз. Хилганта). Тип вод этих озёр обусловлен, в первую очередь, процессом углекислотного выщелачивания силикатных пород водосборной площади метеорными водами.

Таблица 1

Физико-химические параметры воды исследуемых озер

Озеро Дата отбора ^ рН Минерализация, г/л

Хилганта сентябрь, 2015 10,8 10,1 36

Горбунка сентябрь, 2015 9,8 9,9 58

Борзинское сентябрь, 2015 13,7 9,5 470

В пробах озер определен многокомпонентный состав воды (табл. 2). Преобладающим катионом в водах всех озер является ион натрия, максимальное количество его было определено в озере Борзинское. Кроме того, в исследуемых озерах определено относительно высокое содержание ионов магния, калия и кальция.

Таблица 2

Многокомпонентный состав проб воды исследуемых озер, мкг/л

Элемент / Озеро Хилганта Горбунка Борзинское

мкг/л мкг/л мкг/л

№ 5282490 12306550 129633790

Mg 676100 921730 12160

K 35940 92660 175490

Ca 18040 34070 40080

Наличие органических и минеральных веществ в воде и донных отложениях исследуемых озер благоприятствует широкому распространению различных физиологических групп микроорганизмов. В воде и донных отложениях озер определена численность бактерий-деструкторов, участвующих в разложении органического вещества.

Среди исследуемых групп бактерий-деструкторов наиболее многочисленными были целлюлолитические и протеолитические бактерии. Их численность в донных осадках исследуемых озер достигала 106 — 107 кл/мл. Численности бактерий в илах на 1-2 порядка выше, чем в воде. Максимальная численность суль-фатредуцирующих бактерий не превышала 104 кл/мл.

Исследования разнообразия микробных сообществ донных осадков озер Приононья, проведенные с использованием высокопроизводительного секвени-рования, выявили сходство и различия в их составе. Доминирующими филумами в микробном сообществе всех озер являются Р^еоЬа^епа (30-52%), ИгшюШ^ (5-20%), Bacteroidetes (11-24%), с отличиями на уровне классов и родов. В микробном сообществе высокоминерализованного озера Борзинское выявлена существенная доля архебактерий класса Euryarchaeota (33%). Общей чертой микробных сообществ минеральных озер является весомая доля бактерий, участвующих на разных этапах в биогеохимическом цикле серы.

Абидуева Е. Ю., Зайцева С. В. Микробное разнообразие в щелочных соленых озерах Приононья (Забайкалье)

Проведенные исследования в щелочных соленых озерах Приононья показывают, что водоемы характеризуются высокими значениями рН, минерализации и разнообразным многокомпонентным составом, которые определяют разнообразие бактерий.

Работа поддержана бюджетным проектом № АААА-А17-117011810034-

9(ЕГИСУ); ИСГЗ ФАНО: 0337-2016-0004.

Литература

1. Замана Л. В., Борзенко С. В. Гидрохимический режим соленых озер Юго-Восточного Забайкалья // География и природные ресурсы. 2010. № 4. С. 100-107.

2. Микробное сообщество лонных осадков солоноватого щелочного озера Белое (Забайкалье) / С. В. Зайцева [и др.] // Микробиология. 2014. Т. 83. № 6. С. 722-729.

3. Захарюк А. Г., Козырева Л. П., Намсараев Б. Б. Численность и активность бактерий-деструкторов органического вещества содово-соленого озера Хилганта (Южное Забайкалье) в градиенте рн-соленость // Сибирский экологический журнал. 2010. Т. 17. №

4. С. 641-648.

4. Абидуева Е. Ю., Сыренжапова А. С., Намсараев Б. Б. Функционирование микробных сообществ в содово-соленых озерах Онон-Керуленской группы (Забайкалье и Северо-Восточная Монголия) // Сибирский экологический журнал. 2006. Т. 13. № 6. С. 707-716.

5. Заварзин Г. А., Жилина Т. Н.Содовые озера — природная модель древней биосферы континентов // Природа. 2000. № 2. С. 45-55.

ВЕСТНИК БУРЯТСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА БИОЛОГИЯ. ГЕОГРАФИЯ

2017. Вып. 3

MICROBIAL DIVERSITY IN ALKALINE SALT LAKES OF PRIONONYA (TRANSBAIKAL REGION)

Еlеna Yu. Abidueva

Dr. Sci. (Biol), Senior researcher

Institute of General and Experimental Biology SB RAS

6 Sakhyanovoy St., Ulan-Ude 670047, Russia

E-mail: abidueva_l@mail.ru

Svetlana V. Zaitseva Cand. Sci. (Biol.), Researcher

Institute of General and Experimental Biology SB RAS 6 Sakhyanovoy St., Ulan-Ude 670047, Russia E-mail: svet zait@mail.ru

The results of physico-chemical and microbiological researches of Priononye's mineral lakes present in article. The lakes water is characterized by pH value to 10,1 and mineralization value to 470 g/l. The environment and quantity of organic matter bacteria-destructors in the water and bottom sediments were studied. It is established that the dominant phylums in the microbial community of the studied lakes are Proteobacteria (30-52%), Firmicutes (5-20%), Bacteroidetes (11-24%), with differences at the level of classes and genera. In the microbial community of the highly mineralized Lake Borzinskое, a significant proportion of Archebacteria of the Euryarchaeota class (33%) was detected. Keywords: alkaline saltlakes, physico-chemical characteristic, microbial diversity.

References

1. Zamana L.V., Borzenko S.V. Гидрохимический режим соленых озер Юго-Восточного Забайкалья // Geography and Natural Resources. 2010. № 4. P. 100-107.

2. Microbial Community of the Bottom Sediments of the Brackish Lake Beloe (Transbaikal Region) / S.V. Zaitseva, E.Yu. Abidueva, B. B. Namsaraev, L. Wang, L. Wu // Microbiology. 2014. V. 83. № 6. P. 722-729.

3. Zakharyuk A. G., L. P. Kozyreva, B. B. Namsaraev. Abundance and Activity of the Bacteria-Destructors of Organic Matter in Saline-and-Soda Lake Khilganta (South Transbaikalia) in the pH-Salinity Gradient / // Contemporary Problems of Ecology. 2010. V. 17. № 4. P. 641-648.

4. Abidueva E.Yu., Syrenzhapova A. S., Namsaraev B. B. Functioning of microbial communities in soda-salt lakes of the Onon-Kerulen group (Transbaikalia and North-Eastern Mongolia) // Contemporary Problems of Ecology. 2006. V. 13. № 6. P.707-716.

5. Zavarzin G. A., Zilina T. N. Soda Lakes — a natural model of the ancient biosphere of the continents // Nature. 2000. № 2. P. 45-55.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.