CC BY
44
9. Methods of biochemical researches of vegetables / affer ed. of L. I. Ermakov. - Leningrad: Agropromizdat, 1987. p. 161 - 162.
10. Striganova B. R., Kozlovskaya L.S. Modern aspects of processes of decomposition of vegetable vests in soil / After ed. of Gilyarov M. S., Striganov B. R.- Moskow: Nauka, 1985. - p. 5.
11. Tepper E. Z. Practicum for microbiology: M.: Agropromizdat. - p. 23.
Сведения об авторах
Буянтуева Любовь Батомункуевна - доцент, канд. биол. наук кафедры экспериментальной биологии БГУ.
Намсараев Баир Бадмабазарович - проф., д-р биол. наук, зав. кафедрой экспериментальной биологии, зав. лабораторией микробиологии ИОЭБ СО РАН.
Data on authors
Buyantueva Luybov Batomunkuevna - candidate of biology science, assistant of profession of experimental ecology department of BSU.
Namsaraev Bair Badmabazarovich - professor, doctor of biology science, Head of experimental biology department, Head of microbiology laboratory of ICEB SD RAS.
Работа выполнена при поддержке гранта МО РФ РНП 2.1.1/2165 и НОЦ «Байкал»
УДК576.8(282.25) В.П. Гаранкина, О.П. Дагурова,
ББК 28.4 В.Б. Дамбаев, С.П. Бурюхаев
РАСПРОСТРАНЕНИЕ И АКТИВНОСТЬ МИКРООРГАНИЗМОВ В ЗАЛИВЕ ПРОВАЛ ОЗЕРА БАЙКАЛ
В воде и осадках мелководного залива (сора) Провал озера Байкал была определена общая численность микроорганизмов и численность некоторых физиологических групп бактерий, участвующих в деструкции органического вещества. В осадках определено значение $3С органического вещества, которое составляет 26,3%о. Аэробная деструкция в изученных осадках протекала со скоростью 9,0-63,4 мг С/м2 в сут., анаэробная деструкция — со скоростью 10,5-67,7 мг С/м2 в сут.
Ключевые слова: численность микроорганизмов, донные отложения залива Провал, озеро Байкал, суль-фатредукция, метанообразование.
V.P. Garankina, O.P. Dagurova, V.B. Dambaev, S.P. Buryukhaev
DISTRIBUTION AND ACTIVITY OF MICROORGANISMS IN THE PROVAL BAY OF LAKE BAIKAL
In the water and the sediments of the shallow-water bay (sor) Proval of Lake Baikal the total count of microorganisms and viable number of bacterial groups participating in the organic matter destruction were counted. In sediments the value of $3С of organic matter (26,3%%) was determined. Aerobic destruction varied from 9,0 to 63,4 mg C/m2 in day, anaerobic destruction varied from 10,5 to 67,7 mg C/m2 in day.
Key words: total count of microorganisms, ground deposits of Proval bay, Lake Baikal, sulphate reduction, methane formation.
Введение
Байкал является самым глубоким озером мира с уникальным биорежимом. Функционирование сообществ организмов Байкала обеспечивает в комплексе с другими природными особенностями водоема высокие качества и чистоту вод озера. Одним из существенных компонентов биоты водоема являются микроорганизмы, играющие важную роль в круговороте веществ и энергии. Залив Провал расположен в районе дельты главного притока Байкала - реки Селенга. Площадь залива составляет около 200 м2, глубина 3-5 м. Целью исследования явилось изучение распределения и активности микроорганизмов в воде и донных отложениях залива Провал озера Байкал.
Объекты и методы исследования
Исследования были проведены в заливе Провал в 2008 г. Зимой отбор проб воды производился послойно из лунки на льду (глубина водной толщи 2,5м). Летом пробы были отобраны на трех станциях: на станции 1 отбор производили с глубины 0,5 и 1 м; на станции 2 - с глубины 10 см; пробы станции 3 (глубина 0,5м) отобраны через каждые пять метров по трансекте от береговой линии.
Для определения общей численности микроорганизмов в воде фильтровали 20 мл пробы, в осадках готовили исходную болтушку грунта (1 г ила в 100 мл безбактериальной воды). Суспензию гомогенизировали на установке УЗДН 2 мин при частоте 22 кГц для отделения адсорбированных на частицах ила бактерий. Суспензию фильтровали на фильтровальной установке через мембранные фильтры с d=0,22 мм (Владисарт, Россия), окрашивали 5% эритрозином и просматривали на микроскопе Axiostar Plus («ZEISS», Германия) при увеличении 1,25x10x100 в 20 полях зрения. Площадь поля зрения - 3,14 x 104 мкм2.
Расчет численности бактерий в 1 г сырого грунта производился по формуле:
N=n x K x A/V, где
N - среднее число бактерий в одном поле зрения;
K - отношение фильтрующей площади фильтра S (мкм) к просчитываемой площади поля зрения s (мкм);
V - объем профильтрованной суспензии (мл);
A - множитель для пересчета численности бактерий из разведения на 1 г.
Учет численности жизнеспособных клеток микроорганизмов осуществляли методом 10-кратных разведений на элективных средах (Романенко, Кузнецов, 1974); сапрофитных бактерий - на среде РПА 1:10 глубинным посевом, целлюлозоразлагающих бактерий - на среде Пфеннига (Кузнецов, Дубинина, 1989) следующего состава (г/л дистиллированной воды):
KH2PO4 - 0,33
NH4C1 - 0,33
CaC12 - 0,33
MgC12 - 0,33
Дрожжевой экстракт - 0,15
Раствор микроэлементов по Липперту (Pfenning, Lippert, 1966) - 1,0 мл.
Фильтровальная бумага - 2%.
Все посевы выполнялись в 2-х повторностях. Инкубация производилась при 20оС в течение 5-30 суток.
Результаты и их обсуждение
Весной (март-апрель) в подледной воде залива Провал общая численность микроорганизмов варьировала от 324 тыс. до 2 млн клеток/см3 (среднее значение - 980 тыс. клеток/см3). Полученное нами среднее значение численности микроорганизмов превышало максимальное значение подледной численности на глубине 0-10 м в открытых водах Южного Байкала (Максимова, Максимов, 1989). В слоях воды на горизонтах 1,5 м и 2,5 м (придонная) наблюдались в большом количестве гифы водных микромицетов (табл. 1).
Таблица 1
Численность бактерий в воде залива Провал (клеток/см3)
Горизонт отбора, м Общая численность микроорганизмов (ОЧМ), клеток/см3 Целлюлозоразлагающие бактерии (ЦРБ), клеток/см3 Сапрофитные бактерии, клеток/см3
0(поверхностная) 9*104 102 6,3*105
0,25 1,2*106 до 10 5,6*105
0,50 1,4*106 до 10 9,8*105
0,75 1,9*106 до 10 5,1*105
1 5*104 до 10 3,4*105
1,25 1,3*106 102 6,3*105
1,5 1*104 микромицеты-90%, бактерий-10% до 10 7,0*104
1,75 106 до 10 6,5*105
2 4*104 102 6,0*105
2,25 1,6*106 102 7,1*105
2,5 (придонная) 3*104 микромицеты-7 0%, бактерий-30% 102 1,7*106
Численность бактерий с глубиной воды не снижалась (рис. 1). На глубине 1,5 м, где в большом количестве были обнаружены гифы микромицетов, общая численность бактерий и численность изученных групп бактерий характеризовалась наименьшими значениями. Максимальное количество сапрофитных (105-106 клеток/см3) и целлюлозоразлагающих (102 клеток/см3) бактерий обнаружено в придонном слое воды.
Сапрофиты, 1д клеток/смЗ
4 5 6
ЦРБ, 1д клеток/см3
0 12 3
7
А Б В
Рис. 1. Распределение по глубине водной толщи общей численности микроорганизмов (А), численности сапрофитов (Б) и целлюлозоразлагающих бактерий (В) залива Провал
В июле общая численность бактерий в воде была выше - от 1,5 до 3,1 млн клеток/см3 (среднее значение 2,1 млн клеток/см3) (табл. 2). В илах численность колебалась в широких пределах - от 4 млн до 1,4 млрд клеток/см3. Численность микроорганизмов в воде была одного порядка на всех точках отбора в отличие от донных осадков, где численность зависела от литологии осадка.
Таблица 2
Общая численность микроорганизмов в воде и донных отложениях залива Провал
Станция, м Глубина воды, см ОЧМ в воде, клеток/см3 ОЧМ в донных отложениях, клеток/см3
Ст. 2 10 3,1*106 5,5*106
Ст. 3/1 50 2*106 5,7*108
Ст. 3/2 50 1,9*106 5,8*108
Ст. 3/3 50 2,2*106 7,0*108
Ст. 3/4 50 2,1*106 6,9*108
Ст. 3/5 50 2*106 6,7*108
Ст. 3/6 50 1,8*106 7,5*108
Ст.3/7 50 2*106 8,6*108
Ст. 3/8 50 1,5*106 1,4*109
Ст.1 100 2*106 4,0*106
Была подсчитана ОЧМ по трансекте от берега на протяжении 40 м (рис. 2). Численность в воде и в осадках существенно не менялась; в точке отбора у берега содержание микроорганизмов в осадках, представленных песками, было меньше на 2 порядка.
Рис. 2. Общая численность микроорганизмов по трансекте от берега
Продукция и деструкция в прибрежной воде были одного порядка - продукция в воде колебалась от 0,06 до 0,21 мг С/л в сут., деструкция - от 0,02 до 0,19 мг С/л в сут. Наибольшая величина продукции была отмечена летом, во время цветения на глубине 10 см, при самой низкой величине деструкции (табл. 3).
Таблица 3
Продукция и деструкция в воде и донных отложениях залива Провал
Станция, глубина воды Продукция в воде, мг С/л в сутки Деструкция в воде, мг С/л в сутки Аэробная деструкция в осадках, мг С/м2 в сутки Анаэробная деструкция в осадках, мг С/м2 в сутки
Июль
Ст. 1 (0,5 м) 0,08 0,06 - -
Ст. 1 (1 м) 0,12 0,19 - -
Ст. 2 (10см, цветение) 0,21 0,02 8,99(песок) 32,3(ил) 40,97(песок) 49,2(ил)
Сентябрь
Пі(0,5 м) 0,06 0,15 45,97 67,77
П2(0,5 м) 0,15 0,04 51,84 29,03
Величины деструкции были сопоставимы с определенными ранее значениями для глубоководного Баргузинского залива озера Байкал (Дагурова и др., 2000). Значения аэробной и анаэробной деструкции в осадках также были сопоставимы - аэробная деструкция в изученных осадках протекала со скоростью 9,0-51,8 мг С/м2 в сут., анаэробная деструкция со скоростью 29,0-49,2 мг С/м2 в сут. Полученные данные свидетельствуют о наличии как аэробных, так и анаэробных процессов деструкции в осадках мелководных заливов озера Байкал, что определяется условиями окружающей среды.
В пробе песка с наилком, отобранной осенью (содержание органического вещества 1,3%), значение 513С органического вещества составляло - 26,3%о. Это указывает на то, что органическое вещество осадка в основном синтезируется водной растительностью.
В осадках были измерены интенсивности терминальных процессов анаэробной деструкции органического вещества - сульфатредукции и метанобразования. Интенсивность сульфатредукции была высока - 0,83-1,31 нмоль см-3 сут.-1, в черных илах с остатками растительности достигала очень значительных величин до 264 нмоль см-3 сут.-1. Метанобразование из СО2 происходило со скоростью 0,07-1,49 нмоль см-3 сут.-1, что не превышало значений процесса в участках открытого Байкала. Сравнение расхода органического вещества на эти процессы выявило доминирование процесса сульфат-редукции, в отличие от его второстепенной роли в деструкции в осадках глубоководных районов Байкала (Намсараев, Земская, 2000).
Литература
1. Дагурова О.П. Влияние микроорганизмов мелководных осадков озера Байкал на качество воды / О.П. Дагурова, Л.П. Козырева, Б.Б. Намсараев // Фундаментальные проблемы воды и водных ресурсов на рубеже третьего тысячелетия: материалы междунар. науч. конф. (3-7 сентября 2000).- Томск, 2000. - С. 508-511.
2. Кузнецов С.И. Методы изучения водных микроорганизмов / С.И. Кузнецов, Г.А. Дубинина.- М.: Наука, 1989.- 288 с.
3. Максимова Э.А. Микробиология вод Байкала / Э.А. Максимова, В.Н. Максимов. Иркутск: Изд-во Иркутск. ун-та, 1989. - 168 с.
4. Намсараев Б.Б. Микробиологические процессы круговорота углерода в донных осадках озера Байкал / Б.Б. Намсараев, Т.И. Земская. - Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2000. - 160 с.
5. Романенко В.И. Экология микроорганизмов пресных водоемов: лабораторное руководство / В.И. Романенко, С.И. Кузнецов. - Л.: Наука, 1974.- 194 с.
6. Pfenning N., Lippert K.D. Uber vitamin Bir-Bedurfnis phototropher schweferel baktrien // Arch. Microbiol. - 1996. - V.55. -3. P. 245-266.
Literature:
1. Dagurova O.P., Kozyreva L.P., Namsaraev B.B. Influence microorganisms of water deposits of Baikal Lake to water quality // Fundamental problems of water and water resource on III thousand years boundary: materials of International scientific conference. (Tomsk, 3-4 of September 2000). Tomsk, 2000. - P. 508-511.
2. Kuznetsov S.I., Dubinina G.A. Study water microorganisms methods. - Moscow: Nauka, 1989. - 288 p.
3. Maksimova E.A., Maksimov V.N. Baikal water microbiology. - Irkutsk: Izdatelstvo IGU, 1989. - 168 p.
4. Namsaraev B.B., Zemskaya T.I. Microbiological processes of carbon rotation in bottom deposits of Baikal lake. - Novosibirsk: SO RAN, 2000. - 160 p.
5. Romanenko V.I., Kuznetsov S.I. Microorganism ecology of fresh reservoir: laboratory guide. - Leningrad: Nauka, 1974. - 194 p.
Сведения об авторах
Г аранкина Валентина Петровна - аспирант лаборатории микробиологии ИОЭБ СО РАН, г. Улан-Удэ.
E-mail: [email protected]
Дагурова Ольга Павловна - канд. биол. наук, старший нанучный сотрудник ИОЭБ СО РАН, лаборатория микробиологии, Сахьяновой, 6, 670047.
Дамбаев Вячеслав Борисович - канд. биол. наук, младший научный сотрудник ИОЭБ СО РАН, лаборатория микробиологии, Сахьяновой, 6, 670047.
Бурюхаев Савелий Петрович - канд. биол. наук, научный сотрудник ИОЭБ СО РАН, лаборатория микробиологии, Сахьяновой, 6, 670047, старший преподаватель кафедры экспериментальной биологии БГУ.
Data on authors
Garankina Valentina Petrovna - post-graduare student of microbiology laboratory of ICEB SD RAS.
Dagurova Olga Pavlovna - candidate of biology science, senior research worker of ICEB SD RAS, microbiology laboratory.
Dambaev Vyacheslav Borisovich - candidate of biology science, junior research worker of ICEB SD RAS, microbiology laboratory.
Buryukhaev Sergei Petrovich - candidate of biology science, scientific worker, senior teacher of experimental biology department of BSU.
Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ № 08-04-98018-р_сибирь_а, программы Президиума СО РАН №17.9, МО РФ РНП 2.1.1/2165 и НОЦ «Байкал»
УДК 553.23(571.54)
ББК 28.082 (2РОС. Бур) Т.С. Зеленкина, Б.Ц. Ешинимаев, О.П. Дагурова
АЭРОБНЫЕ МЕТИЛОБАКТЕРИИ ПРИБРЕЖНЫХ ГИДРОТЕРМ ОЗЕРА БАЙКАЛ (РЕСПУБЛИКА БУРЯТИЯ)
Изучено разнообразие аэробных метилобактерий в грунтах гидротерм Змеиный, Сухая и Горячинск, расположенных на восточном побережье озера Байкал. Было выделено 6 чистых культур аэробных метилобактерий, представленных алкалофильными и нейтрофильными мезофилами. Филогенетический анализ гена 16S рРНК выделенных изолятов показал, что 5 изолятов наиболее близки к роду Bacillus (98-99%). Один штамм был идентифицирован как Exiguobacterium aurantiacum (100% сходства).
Ключевые слова: аэробные метилобактерии, грунты гидротерм Змеиный, Сухая, Горячинск, алкалофиль-ные, нейтрофильные мезофилы.
