Распространение и антимикробная активность актиномицетов из различных типов почв Азербайджана Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

УДК 57.083.13

Гасанова С.А.1, Бахбуди Э.2 ©

1Кандидат биологических наук, преподаватель; 2магистрант, кафедра микробиологии,

Бакинский государственный университет

РАСПРОСТРАНЕНИЕ И АНТИМИКРОБНАЯ АКТИВНОСТЬ АКТИНОМИЦЕТОВ ИЗ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ ПОЧВ АЗЕРБАЙДЖАНА

Аннотация

В статье исследуется распространение актиномицетов различных видов в разных типах почв Азербайджана. Установлено, что численность актиномицетов зависит от типа почв, а редкие виды распространены неравномерно в исследованных почвах. Исследование антимикробной активности выделенных актиномицет показало, что они проявляли различную антимикробную активность к тест-культурам.

Ключевые слова: актиномицеты, антимикробная активность, почва, редкие виды Keywords: actinomycetes, antimicrobial activity, soil, rare species

Актиномицеты — мицелиальные бактерии составляют неотъемлемую часть почвенного микробного комплекса. До последнего десятилетия считалось, что наиболее распространенными в почве являются актиномицеты рода Streptomyces [4, 12-16].

В течение многих лет актиномицеты были богатым источником антибиотических метаболитов. Актиномицеты представляют собой единое звено в трофической цепи экосистемы, осуществляя функции микробов - редуцентов. Основная роль мицелиальных прокариот состоит в разложении сложных полимеров (лигнин, хитин, ксилан, целлюлоза, гумусовые соединения) [7, 33-53; 8, 647651]. Отдельные представители родов Nocardia, Micromonospora способны окислять гуматы, принимая участие в минерализации гумусовых веществ в почве [9, 15-22].

Надо отметит, что актиномицетное разнообразие почв изучается уже на протяжении многих лет и в настоящее время для выделения используется в основном классические микробиологические методы (разведения почвенных образцов и посев на питательную среду) [5, 465-469].

В связи с этим представляет несомненный интерес исследование биологии и экологии актино -мицетов в почвах Азербайджана.

Целью данного исследования было выделение штаммов Actinomadura из различных типов почв Азербайджана и исследование их антимикробной активности.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Образцы почвы были собраны из различных районов Азербайджана: коричневые лесные почвы Губинского района, серо-бурые почвы Гобустана и засоленные почвы Ленкоранского районов. Изучение микробиоты почвенных образцов проводили методом предельных разведений [2, 15-21]. Посев проводили на казеиновую и крахмальную среды. Посевы инкубировали при 28°C в термостате.

Проводили дифференцированный подсчет количества колониеобразующих единиц (КОЕ) ак-тиномицетов разных родов с использованием морфологических и культуральных признаков [1, 8-16]. Для этого использовали оптический микроскоп. Для предварительной родовой идентификации использовали морфологические характеристики актиномицетов (наличие субстратного и воздушного мицелия, фрагментации и ветвления мицелия, присутствие и характер расположения спор на воздуш -ном и субстратном мицелии, число их в цепочках, а также диаметр и подвижность спор, наличие спо -рангиев) [6, 618-625].

Антимикробную активность проводили по методу агаровых дисков [3, 217-219]. В качестве тест-культур использовали Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Candida albicans.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЯ

Общее количество актиномицетов, выделенных из различных почв Азербайджана представле -но в таблице 1.

© Гасанова С.А., Бахбуди Э., 2012 г.

Как видно из приведенных данных (таблица 1), актиномицеты рода Streptomyces обнаружены во всех исследованных почвах, однако, численность их определяется типом почвы.

Так, в образцах коричнево-лесной почвы общее количество микроорганизмов составило 4400 КОЕ/г, из них 30 или 0,68% от общего количества являлось редкими формами актиномицетов.

Почвенные образцы серо-бурых почв содержали 110 редких форм актиномицетов или 4,6% от общего количества микроорганизмов (2400 КОЕ/г). Родовой спектр актиномицетов данного типа почв шире по сравнению с другими типами исследованных почв.

Общее количество микроорганизмов засоленных почв уступает по численности остальным типам исследованных почв и составляет 1200 КОЕ/г, из них 50 или 4,16% от общего количества являлось редкими формами актиномицетов.

Тип почв оказывают влияние не только на численность актиномицетов, но и на их групповой

состав.

Как видно из рисунка, в почвенных образцах коричневых лесных почв распространены сле -дующие представители редких форм актиномицетов Streptoverticillum, Streptosporangium, Nocardia. Надо отметить, что наиболее распространенными в данных почвенных образцах были представители рода Streptosporangium.

Представители родов Nocardioides, Thermomonospora, Microtetraspora, Actinomadura, Nocardi-opsis были наиболее распространены с серо-бурых почвах. Представители рода Nocardioides доминировали по численности над остальными формами.

Из коричневых почв лесных биогеоценозов выделены представители родов Streptosporangium, Streptoverticillum и Nocardia.

В результате исследований установлено, что наиболее высокая частота встречаемости редких родов актиномицетов и наиболее широкий родовой спектр отмечены в серо-бурых почвах Гобустана по сравнению с другими исследуемыми почвами. Количество актиномицетов в данном типе почв со -ставляет 4,6% от общего числа микроорганизмов. В почвах данного типа обнаружены представители рода Actinomadura, Microtetraspora, Thermomonospora, Nocardiopsis и Nocardioides.

Засоленные почвы бедны по родовому составу по сравнению с другими типами почв, однако количество актиномицетов данного типа почв составляет 4,16% от общего числа микроорганизмов. Наиболее распространенными родами данного типа почв являются роды Streptomyces и Micromonospora. Род Micromonospora занимал доминирующее положение среди актиномицетов засоленных почв и составлял 8,3 КОЕ/г.

Таблица 1

Распространение и содержание актиномицетов в различных типах почв

Тип почвы Общее кол-во микр-ов (КОЕ/г), (M±m) Кол-во акт-ов (КОЕ/г), (M±m) Кол-во ак- т-ов (КОЕ/г), % Родовой состав

Коричневые лесные 4400±95,2 27,7±5,3 0,68 Streptoverticillum Streptosporangium Nocardia Streptomyces

Серо-бурые 2400±39,31 24,6±15,4 4,6 Nocardioides

1UU - Thermomonospora Actinomadura

80 - Nocardiopsis Microtetraspora

60 -40 -20 - - Streptomyces

0 1 KR

Солончаки 1200±42,8 10,6±8,42 4,16 Streptomyces Micromonospora

типы почв

1- коричневая лесная

2-серо-бурая

3-солончак

Рисунок. Распределение актиномицетов редких родов в исследуемых типах почв

Таким образом, проведенные исследования показали, что представители рода Streptomyces выявляются во всех экосистемах, Micromonospora и Streptosporangium, чаще в лесных экосистемах, Saccharopolyspora, Saccharomonospora обнаруживаются во всех исследованных экосистемах, кроме лесных экосистем, Microtetraspora, Thermomonospora, Nocardiopsis и Nocardioides-в серо-бурых почвах, Streptomyces и Micromonospora - в засоленных почвах.

В ходе исследований была собрана коллекция культур актиномицетов, выделенных из разных исследованных почв. Практический интерес к актиномицетам обусловлен их способностью вырабатывать антибиотические вещества. Антимикробную активность выделенных актиномицетов оценивали методом агаровых блоков с использованием в качестве тест-культур следующих видов бактерий и грибов: Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Candida albicans (таблица 2).

Таблица 2

Антимикробная активность выделенных штаммов актиномицетов_

Номера штаммов Тест-культуры

№ Pseudomonas aeru- Staphylococcus Escherichia coli Candida

ginosa aureus albicans

1 + - - ±

2 + - - ±

3 - + - -

4 - - ± -

5 ± - ± +

6 ± - - +

7 - - - -

8 - + ± -

9 - - ± -

10 - - - -

11 - - - -

12 - - ± -

13 - - - +

14 - - - -

15 - - - -

16 - - - -

17 - ± - -

18 - - - -

19 - - - -

20 - - - ±

21 - - - -

22 - - - -

23 + - - -

24 ± - ± -

25 - - ± -

26 - - - -

27 - - - -

28 ± - - -

29 - + - -

30 - - - ±

31 - - ± ±

32 - - + -

33 - - - -

34 - - - -

35 - ± - -

36 - - - +

37 ± - - -

38 - - - -

39 - - - -

40 - - - -

Примечание : + активность хорошая; - активность отсутствует; ± активность слабая

Исследование спектра антимикробного действия выделенных штаммов на традиционно используемому тест-наборе бактерий и микроскопических грибов показало, что по отношению к тест-культуре Pseudomonas aeruginosa хорошую антибиотическую активность показали штаммы № 2, 3; средняя активность наблюдалась у штаммов № 5, 6, 24, 28, 37.

По отношению к тест-культуре Staphylococcus aureus хорошую антибиотическую активность показали штаммы № 3, 8, 29, 35; средняя активность наблюдалась у штаммов № 1, 2. Штамм №32 проявил хорошую антибиотическую активность по отношению к тест-культуре Escherichia coli. Средняя активность наблюдалась у штаммов № 4, 5, 8, 9, 12, 24, 25, 31. По отношению к тест-культуре Candida albicans штаммы № 5, 6, 13, 36 показали хорошую антибиотическую активность. Средняя активность наблюдалась у штаммов № 1, 2, 20, 30, 31. Остальные штаммы не проявили антибиотическую активность к данным тест-культурам.

Литература

1. Гаузе Г.Ф., Преображенская Т.П., Свешникова М.А., Терехова Л.П., Максимова Т.С. Определитель актиномицетов / М.: Наука, 1983, 248с.

2. Добровольская Т.Г., Скворцова И.Н., Лысак Л.В. Методы выделения и идентификации почвенных бактерий /Учебное пособие М.: Изд-во МГУ, 1989, 72с.

3. Закалюкина Ю.В., Окорокова Е.А. - Антигрибной антагонизм почвенных актиномицетов in vitro и in situ // Проблемы региональной экологии в условиях устойчивого развития, Вят. гос. гуманитар. ун-т., Киров. - 2008. - Ч.1.- С..217-219

4. Звягинцев Д.Г., Зенова Г.М. Экология актиномицетов /М.:ГЕОС, 2001, 253с.

5. Зенова Г.М., Лихачева А.А., Грядунова А.А. - Селективные приемы выделения из почвы актиномицетов олигоспоровой группы // Почвоведение. - 2002.- N 4. - С. 465-469.

6. Bergey's manual determinative bacteriology./Eds.Holt J.A. et al. Baltimore: Williams and Wilkins, 1994, 787p.

7. Hamedi J., Mohammadipanah F. - Isolation, determination and evaluation of antifungal activity of some Iranian actinomycetes against three plant pathogenic fungi // Appl.Entomol.Phytopathol. - 2009. -Vol.76. - N 2. - p.33-53

8. Jarerat A., Tokiwa Y. Degradation of poly (tetramethylene succinate) by thermophilic actinomycetes // Biotechnology Letters - 2001. - V.23. - p.647.-651

9. Ngo T.Ch., Nguyen X.H., Le Th.Th., Matsumoto M., Miyajima I. Identification and Characterization of Actinomycetes Antagonistic to Pathogenic Vibrio spp. // J.Fac.Agr.Kyushu Univ. - 2011. - Vol.56. - N1. - p.15-22