CC BY
57
Zakharyuk Anastasiya Gennadievna - associate of the laboratory of microbiology, IGEB SB RAS, RB, Ulan-Ude, Sahyanova str., 6, 670047, tel. 8(3012)434902, fax 8(3012)433034, [email protected]
EgorovaDarya Vasilievna - post-graduate of the laboratory of microbiology, IGEB SB RAS, RB, Ulan-Ude, Sahyanova str., 6, 670047, tel. 8(3012)434902, fax 8(3012)433034.
Namsaraev Bair Badmabazarovih - doctor of biological sci., professor, head of department of experimental biology, BSU. Ulan-Ude, Sahyanova str., 6, 670047, tel.: 8(3012)434902, fax: 8(3012)433034, e-mail: bair [email protected]
УДК 579.266.4 А.М. Калашников, А.В. Тудупов, С.В. Зайцева,
Д.Д. Бархутова, Б.Б. Намсараев
РАЗНООБРАЗИЕ СУЛЬФАТРЕДУЦИРУЮЩИХ БАКТЕРИЙ В ЩЕЛОЧНЫХ ГИДРОТЕРМАХ ПРИБАЙКАЛЬЯ*
* Работа выполнена при поддержке грантов МО РФ РНП 2.1.1/2165 и РФФИ 08-05-00968-а,
МО РФ НОЦ «Байкал»
Изучено распространение и разнообразие сульфатредуцирующих бактерий в донных отложениях щелочных гидротерм Прибайкалья. Численность сульфатредукторов составляет 104-108 кл/см . Исследованы экофизио-логические параметры выделенных накопительных культур.
Ключевые слова:Прибайкалье, щелочные гидротермы, сульфатредукция.
A.M. Kalashnikov, A.V. Tudupov, S.V. Zaytseva, D.D. Barkhutova, B.B. Namsaraev
THE VARIETY OF SULFATEREDUCING BACTERIA IN ALKALINE HYDROTERMS
OF PRIBAIKALIE
Distribution and variety of sulfatereducing bacteria in silts of alkaline hydroterms of Pribaikaliye are studied. Number of sulfatereducers ricked to 104-108 cells/cm3. Ecophysiological parameters of isolated enrichment cultures are investigated.
Key words: Pribaikaliye, alkaline hydroterms, sulfatereduction.
Процесс бактериальной редукции сульфатов с образованием сероводорода представляет собой один из важнейших биогеохимических процессов в биосфере. Возбудителями этого процесса, за счет которого образуется не менее 90% сероводорода, поступающего в круговорот соединений серы, являются сульфатредуцирую-щие бактерии. Скорость сульфатредукции в гидротермах может достигать 4,1 г 8/м2-сут. Исследования, проведенные в гидротермах Прибайкалья, показали широкое распространение сульфатредукторов. Ранее из микробных матов гидротерм Алла и Гарга были изолированы сульфатредуцирующие бактерии (СРБ) рода Thermodesufovibrio[3].
Целью нашего исследования было изучение распространения и разнообразия сульфатреду-цирующих бактерий в донных осадках гидротерм Прибайкалья.
Материалы и методы исследования
Отбор проб донных осадков проводили в местах выхода минеральной воды и в ручьях по их изливу. В местах отбора пробы температуру измеряли сенсорным электротермометром Prima (Португалия). Значения рН определяли потен-
циометрически 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[2]: KH2PO4, 0.2; MgCl2x6H2Ü, 0.1; NH4CI, 0.5; KCl, 0.2; Na2SO4, 3.0; дрожжевой экстракт, 0.1, лактат (ацетат) натрия (4 г/л), витамин В12 (1 мл), NaHCO3 (1.1 г/л), Na2CO3 (0.4 г/л), CaCl2x2H2O (0.1 г/л), Na2Sx9H2O (0.05 г/л), микроэлементы (1 мл), тиогликолят натрия (0.2 г/л), основной раствор резазурина (5 мл). Среда и добавки стерилизуются отдельно в автоклаве при 121°С в течение 20 мин. Образовавшийся сероводород определяли по методу, описанному Трупером.
Результаты и обсуждение Исследуемые источники Сеюя, Гарга, Горя-чинск, 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 (Кучи-гер).
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 превышала 106 кл/см3. Численность сульфатредукторов, растущих на лактате выше, чем численность на ацетате в гидротермах Се-юя, Алла (рис.1,2).
Таблица 1 Численность термофильных СРБ в донных отложениях гидротерм (субстрат - лактат)
Источник, год Станция Т, °С рН Численность, кл/ см3
Кучигер, 07 1 45 9,56 10'
Сеюя, 08 1 49 9,75 106
Гарга, 08 0 74 8,5 105
Алла, 08 Б-35 76,4 9,1 106
Гусиха, 08 1-63°С 63 8,5 104
Сухая, 08 Выход 38 9 107
Горячинск, 08 Озеро 51 9,1 108
Умхей, 08 Ручей 51 9 105
2 3
станции
Рис. 1. Численность СРБ в донных осадках гидротермы Сеюя на различных субстратах
Б-34' Б-33
станции
Рост накопительных культур СРБ
Рис. 2. Численность СРБ в донных осадках гидротермы Алла на различных субстратах
Изучены некоторые экофизиологические характеристики выделенных накопительных культур Оа-1, 8е-08-1-2 и 8е-08-2. В таблице 2 представлены результаты использования накопительными культурами различных субстратов -доноров электронов. Также был изучен рост накопительных культур при различных значениях температуры (рис.3,4,5). Рост культур определяли по образованию сероводорода и биомассе. Накопительные культуры представлены прямыми и изогнутыми палочками 3.5^1.5 мкм; вибрионами 2.5x1.3 мкм (рис. 6, 7, 8).
Таблица 2
на различных донорах электронов
лактат ацетат фумарат бутират пропионат дрожжевой экстракт этанол глюкоза фруктоза манноза рамноза формиат аланин
Бе-08 -1-2 ++ + - ++ - ++ + + - ++ + - +
Бе-08 -2 ++ ++ + - ++ ++ + + ++ ++ ++ ++ ++
Оа-1 + + - ++ - ++ + - - - + - +
Примечание: «++» - активный рост, «+» - средний рост; «-» - рост отсутствует
Оа-1
0,06 -0,05 -5 0,04 -
0
1 0,03 -1 0,02 -
0,01 -0
50 55 60 63 Температура, оС
Рис. 3. Зависимость роста накопительных культур Оа-1 от температуры
4
Б-34
Б-35
Рис. 4. Зависимость роста накопительных культур Se-08-1-2 от температуры
Рис. 5. Зависимость роста накопительных культур Se-08-2 от температуры
Рис. ^^Накопительная культура Ga-1
Рис. 7. Накопительная культура Se-08-1-2
Рис.1$. ^Накопительная культура Se-08-2
Таким образом, сульфатредуцирующие бактерии широко распространены в донных осадках щелочных гидротерм Прибайкалья. В основном они представлены палочками и вибрионами. Результаты показывают, что сульфат редукторы участвуют в образовании сероводорода в этих источниках.
1. Намсараев З.Б., Горленко В.М., Намсараев Б.Б., Бархутова Д.Д. Микробные сообщества щелочных гидротерм. - Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2006. - С. 55.
2. Заварзин Г.А., Жилина Т.Н., Пикута Е.В. Вторичные анаэробы в галоалкалофильных сообществах озер Тувы // Микробиология. - 1996. - Т. 65. - №4. - С. 546-553.
3. Truper H.G. Sulphur metabolism in Thiorodacea / H.g. Truper, H.G. Schlegel. - 1964. - P. 225-238.
Литература
Калашников Александр Михайлович - аспирант лаборатории микробиологии, ИОЭБ СО РАН, РБ, г. Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 6, 670047, тел. 8(3012)43-49-02, факс: 8(3012)43-30-34, e-mail: [email protected]
Тудупов Аламжи Владимирович - аспирант лаборатории микробиологии, ИОЭБ СО РАН, РБ, г. Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 6, 670047, тел. 8(3012)43-49-02, факс: 8(3012)43-30-34, e-mail: [email protected]
Зайцева Светлана Викторовна - кандидат биологических наук, научный сотрудник ИОЭБ СО РАН РБ, г. Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 6, 670047, тел. 8(3012)43-49-02, факс: 8(3012)43-30-34, e-mail: svet [email protected]
Бархутова Дарима Дондоковна - кандидат биологических наук, старший научный сотрудник ИОЭБ СО РАН РБ, г. Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 6, 670047, тел. 8(3012)43-49-02, факс 8(3012)43-30-34.
Намсараев Баир Бадмабазарович - доктор биологических наук, профессор, заведующий лабораторией микробиологии ИОЭБ СО РАН РБ, г. Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 6, 670047, тел.: 8(3012)43-49-02, факс: 8(3012)43-30-34.
Ka/asknikov A/exander Mikkay/ovick - post-graduate student of laboratory of microbiology, IGEB SB RAS, RB, Ulan-Ude, Sahyanova street, 6, 670047, tel.: 8(3012)43-49-02, fax: 8(3012)43-30-34, e-mail: karfagenqq1 @rambler.ru Tudupov A/amzki V/adimirovick - post-graduate student of laboratory of microbiology, IGEB SB RAS, RB, Ulan-Ude, Sahyanova str., 6, 670047, tel.: 8(3012)43-49-02, fax: 8(3012)43-30-34, e-mail: [email protected]
Zaytseva Svet/ana Victorovna - candidate of biological sciences, research worker of IGEB SB RAS, RB, Ulan-Ude, Sahyanova str., 6, 670047, tel.: 8(3012)43-49-02, fax: 8(3012)43-30-34, e-mail: svet [email protected]
Barkkutova Darima Dondokovna - candidate of biological sciences, senior research worker of IGEB SB RAS, RB, Ulan-Ude, Sahyanova str., 6, 670047, tel.: 8(3012)43-49-02, fax: 8(3012)43-30-34.
Namsaraev Bair Badmabazarovick - doctor of biological sciences, professor, manager of laboratory of microbiology of IGEB SB RAS, RB, Ulan-Ude, Sahyanova str., 6, 670047, tel.: 8(3012)43-49-02, fax: 8(3012)43-30-34.
УДК 579.266.4 Р.В. Колосов, А.Г. Захарюк, Л.П. Козырева, С.П. Бурюхаев
РАСПРОСТРАНЕНИЕ СУЛЬФАТРЕДУЦИРУЮЩИХ БАКТЕРИЙ В СОДОВО-СОЛЕНЫХ ОЗЕРАХ ЗАБАЙКАЛЬЯ*
* Работа выполнена при поддержке интеграционных проектов Президиума СО РАН № 38 и 95, грантов Минобразования и науки РФ № РНП 2.1.1/2165, НОЦ "Байкал", РФФИ № 10-04-01185а
Изучено распределение сульфатредуцирующих бактерий в донных осадках содового озера Соленое и в песчаных матах озер Доронинское и Зун-Торей. В донных осадках и песчаных матах исследуемых озер широко распространены сульфатредуцирующие бактерии. Максимальное количество сульфатредуцирующих бактерий содержится в поверхностных и в глубинных слоях донных осадков и в поверхностном и подповерхностном слоях песчаного мата.
Ключевые слова:Забайкалье, содово-соленые озера, сульфатредукция.
R.V. Kolosov, A.G. Zakharyuk, L.P. Kozyreva, S.P. Buryukhaev
DISTRIBUTION OF SULFATREDUCING BACTERIA IN SODA LAKES OF ZABAIKALIE
A number of sulfatreducing bacteria in ground deposits and sandy floor-mats of soda lakes Solenoe, Doroninskoe and Zun-Torey was studied. It is shown that sufatreducing bacteria are widely distributed in these soda lakes. Maximum amount of sulfatreducing bacteria is contained in superficial and deep layers of ground deposits and in superficial layer of sandy floor-mat.
Key words: Zabaikalie, soda lakes, sulfatreduction.
Содовые озера характеризуются экстремальными условиями обитания: щелочными значениями рН и высокой минерализацией. Содовые озера представляют интерес как места обитания алкалофильных микроорганизмов, участвующих в создании биологически активных веществ, таких как витамины, ферменты, органические кислоты и др. [1]. Алкалофильные микроорганизмы являются практически единственным компонентом биоты в содовых озерах [2].
Избыток сульфата в содовых озерах способствует преобладанию в анаэробных условиях процесса сульфатредукции над метаногенезом [3]. Поэтому ведущую роль в процессе разложе-
ния органического вещества на терминальных этапах в щелочных условиях играют алкало-фильные сульфатредуцирующие бактерии.
Цель настоящей работы - изучение численности алкалофильных сульфатредуцирующих бактерий в донных осадках и песчаных матах содовых озер Забайкалья.
