CC BY
43
УДК661.243
ББК 26.303.2 А.В. Тудупов, А.М. Калашников, Д.Д. Бархутова
РАСПРОСТРАНЕНИЕ СУЛЬФАТВОССТАНАВЛИВАЮЩИХ БАКТЕРИЙ В ЩЕЛОЧНЫХ ГИДРОТЕРМАХ ПРИБАЙКАЛЬЯ
Изучено распространение сульфатвосстанавливающих бактерий в донных отложения щелочных гидротерм Прибайкалья. Численность сульфатредукторов достигает 103-10 кл/см3. Наибольшее их количество выявлено в осадках гидротерм Сеюя, Сухая, Горячинск, Кучигер и Алла.
Ключевые слова: сульфатвосстанавливающие бактерии, щелочные гидротермы, донные отложения.
A.V. Tudupov, A.M. Kalashnikov, D.D. Barkhutova
DISTRIBUTION OF SULFATEREDUCING BACTERIA IN ALKALINE HYDROTERMS OF PRIBAIKALYE
The distribution of sulfatereducing bacteria in silts of alkaline hydroterms of Pribaikalye is studied. Number of sul-fatereducers mounts to 103-10 cells/cm3. The greatest quantity is revealed in silts of hydroterms Seuya, Sukhaya, Gor-yachinsk, Kuchiger and Alla.
Key words: sulfatereducing bacteria, silts, alkaline hydroterms
В щелочных гидротермах развиваются микробные сообщества, обладающие значительным биоразнообразием и высокой интенсивностью биогеохимических процессов. Исследование процесса микробной деструкции органического вещества в термальных источниках Байкальской рифтовой зоны показало, что доминирующим процессом терминальной деструкции является сульфатредукция. Скорость сульфатредукции в гидротермах может достигать 4,1 г 8/м2-сут. [1].
Ранее из микробных матов гидротерм Алла и Гарга были изолированы сульфатвосстанавливающие бактерии (СВБ) рода Thermodesulfovibrio [2].
Целью нашего исследования было изучение распространения сульфатвосстанавливающих бактерий в донных осадках гидротерм Прибайкалья.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Отбор проб донных осадков проводили в местах выхода минеральной воды и в ручьях по их изли-ву. В местах отбора пробы температуру измеряли сенсорным электротермометром Prima (Португалия). Значения рН определяли потенциометрически при помощи портативного рН-метра (рНер2, Португалия). Минерализацию воды определяли при помощи портативного тестер-кондуктометра TDS-4 (Сингапур). Для определения численности СРБ использовали метод предельных десятикратных разведений на измененной среде Пикуты, г/л [3]: KH2PO4, 0,2; MgCl2x6H2O, 0,1; NH4CI, 0,5; KCl, 0,2; Na2SO4, 3,0; дрожжевой экстракт, 0,05; Na2Sx9H2O (0,05 г/л), лактат натрия (3 г/л). рН среды устанавливали карбонат-бикарбонатным буфером [4]. Среда и добавки стерилизуются отдельно в автоклаве при 121 °С в течение 20 мин. Образовавшийся сероводород определяли по методу, описанному Трупером [5].
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Исследуемые источники Сея, Гарга, Горячинск, Кучигер, Алла, Гусиха, Умхей и Сухая характеризовались значениями температуры 38-74°С, рН 8,2-9,85 и минерализацией 300-550 мг/дм3. Вода источников является сульфатно-гидрокарбонатной натриевой. Содержание сульфатных ионов составляло 36,38-283,52 мг/дм3. Концентрация сульфидов в воде гидротерм была равна 5-41,7 мг/дм3, а в осадках варьировала от 8,3 (Сухая) до 108,3 мг/ дм3 (Кучигер).
В осадках исследуемых источников численность СРБ достигала максимальных значений (106-108 кл/см3 ила) при использовании лактата в качестве источника углерода и донора электронов и инкубировании проб при температуре 47°С (табл.1). Высокие численности СРБ, растущих как на лактате, так и на ацетате (107 и 108 кл/см3), выявлены в донных осадках гидротерм Кучигер и Горячинск соответственно. Численность СРБ в осадках из Гарги, Сеюи, Гусихи и Аллы не превышали 106 кл/см3.
А.В. Тудупов, А.М. Калашников, Д.Д. Бархутова. Распространение сульфатвосстанавливающих бактерий в щелочных гидротермах Прибайкалья___________________________________________________________________________________________
Таблица 1
Численность СРБ в донных осадках горячих источников Прибайкалья
Источник Станция Числ-сть, кл/см3
Сеюя, 07 і 107
2 106
3 107
5 107
Кучигер, 07 1 107
3 107
Сеюя, 08 1 106
2 106
3 104
4 104
Г арга, 08 0 105
1 103
2 106
5 104
Алла, 08 Б-33 106
Б-34 103
Б-34' 107
Б-35 106
Гусиха, 08 1-43 104
1-53 106
1-63 104
Таблица 2
Вертикальное распределение СРБ в донных осадках источников
Источ- Стан- Г оризонт, Числ-ть,
ник ция см кл/мл
0-1 108
1-2 107
Горя-чинск, 08 2-3 107
1-2 3-4 108
4-5 108
5-6 107
6-7 108
0-1 102
1-2 107
2-3 106
3-4 105
Сухая, 08 1 4-5 107
5-6 107
6-7 107
7-8 106
8-9 107
9-10 10
0-1 103
1-2 102
2-3 104
3-4 104
Умхей, 08 1 4-5 103
5-6 10
6-7 105
7-8 103
8-9 103
9-10 104
В колонках осадков (10 см) из гидротерм Сухая, Горячинск и Умхей было изучено вертикальное распределение СРБ (табл.2). В колонке ила из пруда гидротермы Горячинск количество СРБ на разных горизонтах было относительно равномерным и составляло 107-108 кл/см3. В поверхностном слое осадков гидротермы Сухая численность СРБ составляла 102 кл/см3, возрастая до 107 кл/см3 на глубине
4-8 см и уменьшаясь к горизонту 10 см до 10 кл/см3. При этом наиболее высокое содержание сульфидов (20,8-33,3 мг/дм3) было выявлено на глубине 4-9 см. Интересным является вертикальное распределение СРБ в донных осадках источника Умхей. Численность в верхних слоях составляла 102-103 кл/см3, возрастая к горизонту 3-4 см до 104 кл/см3, затем снова убывая к горизонту 5-6 см. Максимальная численность наблюдается на горизонте 7-8 см. Изменение содержания сероводорода в зафиксированных пробах донных осадков источника Умхей представлено на рис. 1.
Рис.1. Содержание H2S и lg численности СРБ в донных осадках источника Умхэй
Таким образом, сульфатредуцирующие бактерии широко распространены в донных осадках щелочных гидротерм Прибайкалья и участвуют в образовании сероводорода в этих источниках.
Литература
1. Намсараев З.Б. Микробные сообщества щелочных гидротерм / З.Б. Намсараев, В.М. Горленко, Б.Б. Намсараев, Д. Д. Бархутова. - Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2006. - С. 55.
2. Намсараев З.Б. Микробные сообщества щелочных гидротерм: автореф. дис. ... канд. биол. наук / З.Б. Намсараев. -М., 2003. - С. 23.
3. Заварзин Г.А. Вторичные анаэробы в галоалкалофильных сообществах озер Тувы / Г.А. Заварзин, Т.Н. Жилина, Е.В. Пикута // Микробиология. 1996. Т. 65. - №4. - С. 546-553.
4. P. Досон. Справочник биохимика: пер. с англ./ Досон Р., Элиот Д., Элиот У., Джонс К. - М.: Мир, 1991. - С. 359-367.
5. Truper H.G. Sulphur metabolism in Thiorodacea / H.g. Truper, H.G. Schlegel. - 1964. - P. 225-238.
Literature:
1. Namsaraev Z.B., Gorlenko V.M., Namsaraev B.B., Barkhutova D.D. Microbe associations of alkaline hydroterms.-Novosibirsk: SD RAS, 2006. - P.55.
2. Namsaraev Z.B. Microbe associations of alkaline hydroterms: prepared by candidate of dissertation of сandidate biology science.-Moscow. - 2003. - P.23.
3. Zavarzin G.A., Zhilova T.N., Pikuta E.V. Secondary anaerobs in galoalkaline associations of Tuva lakes // Microbiology. 1996.-V.65.№ 4. P. 546-553.
4. Biochemistry reference book: engl. translation / Doson R., Eliot D, Eliot U., Jones K. - Moscow: Mir, 1991.- P. 359-367. Сведения об авторах:
Тудупов Аламжи Владимирович - асп. лаборатории ИОЭБ СО РАН, РБ, г. Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 6, 670047, тел. +7 (3012) 43-49-02, факс +7 (3012) 43-30-34. E-mail: [email protected].
Калашников Александр Михайлович - студент, БГУ, РБ, г. Улан-Удэ, ул. Смолина, 24а, 670000, тел. +7 (3012) 21-15-93, факс +7 (3012) 21-05-88. E-mail: karfagenqq1 @rambler.ru
Бархутова Дарима Дондоковна - канд. биол. наук, ст. преподаватель БГУ; старший научный сотрудник лаб. микробиологии ИОЭБ СО РАН. E-mail: karfagenqq1 @rambler.ru
Д.Д. Цыренова, Б.Б. Намсараев, А.В. Брянская. Анализ таксономического спектра цианобактерий солоноватых и соленых озер Южного Забайкалья_______________________________________________________________________________________________
Data on authors
Tudupov Alamzhi Vladimirovich, post-graduate student of ICEB SD RUS laboratory, Ulan-Ude. E-mail: [email protected].
Kalashnikov Aleksandr Mikhailovich, student of BSU. E-mail: karfagenqq1 @rambler.ru
Barkhutova Darima Dondokovna, candidate of biology science, senior teacher of BSU, senior research worker of microbiology laboratory of ICEB SD RAS. E-mail: karfagenqq 1 @rambler.ru
Работа выполнена при финансовой поддержке гранта МО РФ РНП 2.1.1/2165, гранта РФФИ 08-
05-00968-а, Президиума СО РАН № 95, МО рФ НОЦ «Байкал»
УДК551.481.1 (571.54)
ББК 28.082.41 (2Рос.Бур) Д.Д. Цыренова, Б.Б. Намсараев, А.В. Брянская
АНАЛИЗ ТАКСОНОМИЧЕСКОГО СПЕКТРА ЦИАНОБАКТЕРИЙ СОЛОНОВАТЫХ И СОЛЕНЫХ ОЗЕР ЮЖНОГО ЗАБАЙКАЛЬЯ
Был проведен анализ видового состава цианобактерий в одиннадцати солоноватых и соленых озерах Южного Забайкалья. Всего в озерах было обнаружено 30 видов цианобактерий, дополняющие список ранее обнаруженных видов еще на 10. С помощью флористической общности Жаккара показано, что сообщества, развивающиеся при близких значениях физико-химических характеристик, имеют более высокое сходство.
Ключевые слова: солоноватые и соленые озера Южного Забайкалья, цианобактерии, алкалофильные, га-лофильные бактерии.
D.D. Tsyrenova, B.B. Namsaraev, A.V. Bryanskaya THE ANALYSIS OF TAXONOMIC SPECTRUM OF CYANOBACTERIA SALYNITY AND SALT LAKES OF SOUTHERN ZABAIKALIE
The analysis of specific structure of cyanobacteria in 11 saltish and salty lakes of Southern Zabaikalie was studied. 30 species of cyanobacteria was finding in these lakes. 10 new species of cyanobacteria was added the list before the found out species. By means of a floristic generality of Zhakkara was shown that the communities developing at close values of physical and chemical characteristics, have higher similarity.
Key words: alkaliphylie, galophilic bacterium.
Работа выполнена при финансовой поддержке Президиума СО РАН №38 и №95, МО РФ РИП 2.1.1/2 «НОЦ Байкал».
Солоноватые и соленые озера являются уникальными водными экосистемами, характеризующиеся высокой концентрацией солей и щелочными условиями существования, которые создают благоприятные условия для развития биоты. Поэтому такие озера оказались удобным полигоном для изучения видового разнообразия алкалофильных и галофильных бактерий, которые участвуют в круговороте биогенных элементов. Одним из групп фототрофов являются цианобактерии. Видовое разнообразие последних напрямую зависит от условий среды обитания.
Забайкалье богато многочисленными солоноватыми и содово-солеными озерами [3, 4]. Формированию этих озер благоприятствует мелкосопочный рельеф с большим количеством депрессий и полу-аридный климат, способствующий испарительному концентрированию поверхностных вод. Озера, как правило, неглубокие, максимальная глубина достигает 3-8 метров. Небольшая глубина озер и обилие биогенных элементов способствуют высокой продуктивности биоты. Высокая соленость озер, ограничивающая распространение высшей растительности, создает условия для доминирования прокариотных организмов, в частности цианобактерий.
Целью работы являлось проведение анализа сходства цианобактериальных сообществ солоноватых и соленых озер Южного Забайкалья с помощью коэффициента флористической общности Жаккара.
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Номенклатура и классификация Cyanoprocariota даны по J. Komarek, K. Anagnostidis [7, 8]. При определении и описании видов обращали внимание на следующие характеристики: форма и окраска, наличие дополнительных образований, количество клеток в колониях, особенности ветвления, строе-
