CC BY
46
Д.Д. Цыренова, А.М. Калашников, Д.Д. Бархутова, Б.Б. Намсараев. Разнообразие микроорганизмов в термальных источниках Могойский и Шуриндинский (Баунтовский район Республики Бурятия)_________________________________________
Namsaraev Bair Badmaiazarovick - doctor of biological sci., professor, the head of laboratory of microbiology, Institute of general and experimental biology SR RAS, head of department of general and experimental biology, BSU. УДК 551.481.1. О.В. Шаргаева, Е.Ю. Абидуева
МИКРОЗОНАЛЬНОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЦЕЛЛЮЛОЛИТИЧЕСКИХ БАКТЕРИЙ В ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ ШДОВОГО ОЗ. ХИЛГАНТА (ЮГО-ВОСТОЧНОЕ ЗАБАЙКАЛЬЕ)*
* Работа выполнена при поддержке грантов МО РФ РНП.2.1.1. / 2165, МО РФ № РНП.2.1.1. НОЦ «Байкал», интеграционного гранта Президиума СО РАН № 38, интеграционного гранта Президиума СО РАН № 95
Изучены физико-химические параметры и микрозональное распределение алкалофильных целлюлолитиче-ских бактерий в донных отложениях содового озера Хилганта. Показано, что максимальные количества цел-люлолитиков выявлены в верхних и нижних слоях исследуемых проб.
Ключевые слова: содовые озера, целлюлолитические бактерии.
O.V. Shargaeva, E.Yu. Abidueva
MICROZONAL DESTRIBUTION OF CELLULOLYTIC BACTERIA IN BOTTOM SEDIMENTS OF THE SODA LAKE KHILGANTA (SOUTH-EAST ZABAIKALIE)
The results of physical-chemical and microbial researches of soda lake Ккй^аЫа presented in article. It is shown that maximal abundance of cellulolytic microorganisms are revealed in the top and bottom layers of samples.
Key words: soda lakes, cellulolytic bacteria.
Микробиологические исследования, проведенные в содово-соленых озерах разных континентов, показали, что в них активно функционирует алкалофильное микробное сообщество [1].
Послойное распределение различных групп микроорганизмов в донных осадках остается малоисследованным. Поэтому для изучения особенностей круговорота вещества в озерах представляет интерес исследование вертикального распределения микроорганизмов в донных отложениях озер.
Донные отложения водных систем являются местом активной деятельности микроорганизмов. Это связано с благоприятными абиотическими условиями среды для аэробных и анаэробных, фототрофных и хемотрофных, авто-трофных и органотрофных прокариот. Во-первых, в донных осадках концентрируются органические и неорганические вещества, которые служат субстратами роста и биогенными элементами для развития. Во-вторых, донные отложения водных систем характеризуются относительно постоянной влажностью. В-третьих, в осадках наблюдается формирование окисленных и восстановленных зон. Донные осадки стратифицированы по физико-химическим свойствам.
Они содержат неодинаковое количество питательных субстратов и поэтому представляют собой чрезвычайно сложную динамическую систему, открывающую возможность для развития разнообразных видов микроорганизмов.
Различные группы микроорганизмов в силу физиологических особенностей (типа обмена ве-
ществ, специфичность используемого субстрата, конкурентных и метаболических взаимоотношений) занимают строго определенные экологические ниши [2]. По своей физической структуре осадки приближаются к почвам, поскольку основным их компонентом является твердая органоминеральная фаза. С другой стороны, донные осадки находятся в неразрывной связи с водной толщей озера [3].
Озеро Хилганта (50 о 42' 535" с.ш., 115 о 06' 086" в.д.) расположено в мелкосопочной степной зоне Южного Забайкалья на водоразделе между реками Онон и Ага на высоте 668 м над уровнем моря в 8 км к северу от села Кун-кур Агинского Бурятского округа. Озеро округлой формы, чуть вытянуто с северо-востока на юго-запад. Максимальные размеры озера составляют 150 х 120 м, общая площадь водного зеркала - 1,8 кв. км, максимальная глубина -0,7-0,8 м. В зависимости от метеорологических условий глубина озера изменяется. В засуху на акватории озера остаются отдельные лужи, глубина которых составляет 0,05-0,10 м. В период дождей озеро с северной стороны частично опресняется. Дно озера блюдцеобразное и илистое. Поверх ила дно покрыто кожистым цианобактериальным матом толщиной до 20-30 мм с хорошо выраженной слоистостью. Вода в озере соленая и прозрачная. Водно-солевое питание озеро получает за счет атмосферных осадков и вод поверхностного стока [4].
Целью данной работы было изучение физико-химических условий среды обитания и вер-
ііЗ
тикального распределения бактерий-деструкторов органического вещества в донных отложениях оз. Хилганта.
Объекты и методы исследования
Пробы для проведения физико-химических и микробиологических исследований были отобраны в оз. Хилганта в апреле 2009 г. Исследования проводили в донных осадках по микрозонам до 10 см с интервалом 2 см.
Для получения структурно-ненарушенных слоев донных отложений отбор проб по горизонтам проводился при помощи стерильного пробоотборника.
Физико-химические показатели воды измеряли in situ с помощью портативных приборов: температуру - сенсорным электротермометром Prima (Португалия), кислотность среды (рН) -потенциометрическим рН-метром рНер2 (Португалия), значения общей минерализации - тестер-кондуктометром TDS - 4 (Сингапур).
Учет численности жизнеспособных клеток микроорганизмов проводили методом предельных разведений на элективных средах. Среды предварительно стерилизовали при 1200С в течение 20 минут.
Культивирование целлюлолитических бактерий, использующих в качестве основного источника углерода целлюлозу, проводили на жидкой среде следующего состава (г/л):
I. Раствор биогенных элементов -
КН2РО4 - 0,33
MgC^^Q - 0,33
NH4Cl - 0,33 КС1 - 0,33
Раствор микроэлементов по Витману - 10 мл.
II. Минеральный фон получали смешением первого раствора с раствором NaCl, равной солености изучаемого озера. Значение рН устанавливали добавлением бикарбонат/карбонатной смеси в соответствии со щелочностью озера.
Аэробные бактерии культивировали в пробирках, заполненных на одну треть средой, закрытых ватными пробками; анаэробные микроорганизмы - в пробирках, заполненных средой доверху и закрытых резиновыми пробками.
Рост целлюлолитических бактерий учитывали визуально по разложению фильтровальной бумаги [5].
Результаты и обсуждение
Измерения физико-химических показателей воды в озере были проведены с целью выявления условий среды обитания микроорганизмов. Озеро Хилганта по значениям минерализации и рН относится к широко распространенной на территории Забайкалья группе содово-соленых озер. Значения общей суммы солей в озере со-
ставляли 30 г/л, кислотности среды - 9,0. Температура воды в период исследований озера была равна 6,20С.
Наличие органических и минеральных веществ в воде и донных отложениях озера Хилганта благоприятствует широкому распространению различных физиологических групп микроорганизмов. В донных отложениях оз. Хилганта определено вертикальное распределение целлю-лолитических бактерий, участвующих в разложении органического вещества (ОВ) (табл. 1).
Таблица 1
Численность различных физиологических групп бактерий в озере Хилганта по слоям, кл/мл
Слой, см Проба Целлюлолитические бактерии, кл/мл
Аэробы Факультативные анаэробы
0-1 ил 104 103
1-2 ил 104 103
2-4 ил 103 103
4-6 ил 103 103
6-8 ил 103 105
8-10 ил 102 106
В донных отложениях озера общее количество бактерий варьировало от 102 до 106 кл/мл. Максимальные количества аэробных целлюлолитиков выявлены в поверхностных слоях озера до 104 кл/мл. Максимальные количества факультативноанаэробных целлюлотиков выявлены в нижних слоях исследуемых проб от 105 до 106 кл/мл. Наличие высокой численности микроорганизмов указывает на преобладание в илах озера легкоусвояемого органического вещества и предопределяет его деструкцию в этой водной экосистеме.
Исследования, проведенные по изучению вертикального распределения целлюлолитических бактерий - деструкторов органического вещества в илах оз. Хилганта, показали достаточно большое разнообразие численности микроорганизмов. Наибольшее количество аэробных микроорганизмов целлюлолитической группы выявлено в поверхностных горизонтах исследуемых проб, факультативно-анаэробных микроорганизмов в нижних слоях. Эти результаты показывают, что микроорганизмы-деструкторы играют важную роль в круговороте углерода и других биогенных элементов в донных осадках озера Хилганта (Юго-Восточное Забайкалье).
Литература
1. Заварзин Г.А., Жилина Т.Н., Кевбрин В.В. Алкало-фильное микробное сообщество и его функциональное разнообразие // Микробиология. - 1999. - Т.68. - №5. -С. 579-599
О.В. Шаргаева, Е.Ю. Абидуева. Микрозональное распределение целлюлолитических бактерий в донных отложениях содового озера Хилганта (Юго-Восточное Забайкалье)______________________________________________________________
2. Горленко В.М., Дубинина Г.А., Кузнецов С.И. Экология водных микроорганизмов. - М.: Наука, 1977. - 289 с.
3. Кузнецов С.И. Микрофлора озер и ее геохимическая деятельность - Л.: Наука, 1970. - С.21-50.
4. Митыпова Т.Н. Разнообразие аэробных и факультативно-анаэробных органотрофных бактерий содово-
Шяргаева Олеся Валерьевна - студент 5-го курса биолого-географического Бурятского государственного университета, Смолина, 24 а.
Абидуева Елена Юрьевна - доктор биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории микробиологии ИОЭБ СО РАН, Сахьяновой, 6, тел.: (3012) 434902, e-mail: [email protected] ЛЯаг^аеа O/esya Va/erievna- student of the 5-th course, BGF of Buryat State University.
Abidueva Е/ena Yurievna - doctor of biological sci., senior research scientist, laboratory of microbiology Institute of general and experimental biology, SB RAS, (3012) 434902, e-mail: [email protected]
соленых озер Забайкалья и Монголии: автореф. дис. ... канд. биол. наук. - Улан-Удэ, 2002. - 21 с.
5. Практикум по микробиологии / под ред. Н.С. Егорова. -М.: Изд-во МГУ, 1976. - С.61-65.
