CC BY
97
ЭКОЛОГИЯ
УДК 579.246.2 И.Б. Бороздина,
И.А. Заикина
СЕЗОННАЯ ДИНАМИКА МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ
PSEUDOMONAS И BACILLUS, ВЫДЕЛЕННЫХ С ПОВЕРХНОСТИ ФИЛЛОПЛАНА И ЦВЕТКА У ПРЕДСТАВИТЕЛЕЙ СЕМЕЙСТВА COMPOSITAE
Ключевые слова: идентификация, фил-лоплан, Сложноцветные, экссудация, квантитативные показатели, сезонная динамика, Pseudomonas, Bacillus, эпифитная микрофлора, микроорганизмы.
Введение
Взаимоотношения микроорганизмов и высших растений являются одной из интереснейших и сложнейших проблем современной микробиологии. Эпифитная микрофлора служит показателем микробиологического мониторинга автотрофно-го яруса трофической структуры экосистемы [1].
Численность эпифитной микрофлоры филлоплана и надземных частей растений является индикатором сезонной физиологической активности растений [2].
Процессы роста и развития растений протекают по генетически заданной программе, координируются гормонами и модифицируются под влиянием внешней среды.
Установлено существование взаимосвязей между отдельными показателями фи-зиолого-биохимического состояния растений и численностью микроорганизмов, обусловленных метаболизмом растений [3].
Эпифитная микрофлора растений характеризуется большой вариабельностью как по численности, так и по составу, в зависимости от сезонного развития растений, их бактерицидной активности и метеорологических условий, вегетационного периода, вида растений, возраста, типа
почвы, условий произрастания, их высоты и целостности [4].
Изучение бактериальной обсеменённо-сти растений сем. Сложноцветные является одной из актуальных проблем микробиологии, поскольку многие их виды используются в качестве лекарственного сырья.
Цель — изучить динамику сезонных колебаний количественных и качественных показателей микрофлоры верхней поверхности филлоплана и поверхности цветков семейства Сложноцветные (Com-positae) и установить количественный состав представителей рода Pseudomonas и Bacillus.
Объекты и методы исследования
Исследование проводилось в летне-осенний период 2008-2009 гг. на базе кафедры общей биологии ГОУ ВПО «Ставропольский государственный университет» и бактериологической лаборатории ГУЗИБ № 4 г. Армавира.
Объектом исследования являлись микроорганизмы, выделенные с верхней поверхности филлоплана и поверхности цветков семейства Сложноцветные (Com-positae): Василёк синий (Centaurea cya-nus L.), Ромашка душистая (Maricaria ma-tricarioides L.), Подсолнечник однолетний (Helianthus annuus L.), Календула лекарственная (Calendula officinalis).
Изучение динамики сезонных колебаний представителей рода Pseudomonas и Bacillus проводили путём отбора проб методом отпечатков и смывов с верхней по-
верхности филлоплана и поверхности цветков растений сем. Compositae Пробы снимали 1 раз в месяц в трёхкратной по-вторности каждого образца [5, 6].
Для определения бактериального состава культуры микроорганизмов высевали на плотные питательные среды (МПА с 2%-ным глицерином, 5%-ный кровяной агар, ГРМ-агар).
Все засеянные среды инкубировали в течение 24 ч при температуре 37оС.
Общую бактериальную обсеменён-ность рассчитывали по количеству выросших колоний и определяли количество КОЕ в 1 мл по формуле:
М= а • 10n / V, где а — количество выросших колоний;
10n — разведение;
V — посевная доза (0,1 мл).
Для изучения морфологических, куль-туральных, тинкториальных свойств выделенных микроорганизмов из полученных колоний делали мазки, окрашивали их по Синёву и Граму.
Для изучения биохимических свойств Pseudomonas и Bacillus исследуемый материал высевали на дифференциально-диагностические среды (Кларка, Симмон-са, желточно-солевой агар, Хью-Лейбница). Для дифференциальной диагностики дрожжей проводили посев на картофельный агар, плесневых грибов — на агар Чапека [7].
В качестве дополнительных методов определения представителей родов Pseudomonas и Bacillus использовали СИБы.
Идентификацию микроорганизмов проводили на основе изучения морфологических, тинкториальных, физиолого-биохи-мических, культуральных свойств выделенных микроорганизмов в соответствии с Определителем бактерий Берджи (1997) [8].
Результаты и обсуждение
Микрофлора растений на поверхности листьев и цветков различна.
На листьях формируется микробный комплекс, изменяющийся по мере развития растений и отличающийся определённым соотношением отдельных групп и видов микроорганизмов. В начале вегетации листья растений заселены главным образом бактериальным сообществом (Bacillus spp, Pseudomonas spp, Bact. Herbicola aureum, Erwinia sp. и др.).
На стареющих листьях повышается содержание бесспоровых молочнокислых бактерий E. coli, плесневых и дрожжепо-добных грибов.
При повышении влажности численность эпифитных микроорганизмов возрастает на 13,6%, а при понижении влажности уменьшается на 9,2%.
В результате исследования установили, что эпифитная микрофлора филлоплана по качественному составу довольно разнообразна и типичными её представителями являются: Ps. fluorescens, Ps. chloro-raphis, Ps. aeruginosa, Ps. putida, Ps. ra-diobacter, Bac. cereus, Bac. mycoides, Bac. megaterium, Bac. subtilis, Bac. vulga-tus, Bact. Herbicola aureum, Paenibacillus macerans, Paenibacillus polymyxa, Aspergillus flavus, Lactobacillus plantarum, Staphylococcus saprophiticus, E. Coli, Candida albicans, Erwinia herbicola, Erwinia amylovora, Kocuria rosea, Pullalaria pullu-lans, Alternaria alternate.
Наряду с эпифитной микрофлорой с поверхности филлоплана были выделены и фитопатогенные бактерии: Pseudomonas syringae, Bac. vulgatus, Erwinia amylovora, Bac. mesentericus. Главным источником инфекции являются почва, грунтовые и дождевые воды, насекомые и искусственные повреждения растений.
Анализируя данные таблицы 1, установили, что в летний период отмечается активизация микрофлоры родов Pseudomonas и Bacillus на верхней поверхности филлоплана, причем преобладают виды рода Pseudomonas. Это объясняется воздействием солнечной инсоляции, достаточным увлажнением.
Наибольшей обсеменённостью представителями родов Pseudomonas и Bacillus обладают листья Calendula officinalis. Бациллярная флора на верхней поверхности филлоплана данного растения в летне-осенний период составляла 102,34 и 154,22 колоний, а количество Pseudomonas — 137,35 и 89,44. Из всех выявленных видов Pseudomonas на поверхности филлоплана преобладали Ps. fluorescens (39,6%).
В микробной ассоциации Pseudomonas и Bacillus в осенний период преобладают спорообразующие бактерии рода Bacillus (Bac. subtilis, Bac. megaterium, Bac. mesentericus, Bac. mycoides), количество которых возросло в среднем на 40,1%, а количество видов Pseudomonas снизилось на 36,9%.
Исследуя микробные ассоциации поверхности цветков, можно сказать, что несмотря на короткий период цветения исследуемых растений семейства Сложноцветных динамическая численность микрофлоры подвержена незначительным колебаниям.
E. Coli
Candida albicans Aspergillus flavus
Paenibacillus macerans Paenibacillus polymyxa Kocuria rosea Pullalaria pullulans Alfernaria alternate
Staphylococcus saprophiticus Lactobacillus plantarum Bact. Herbicola aureum
Pseudomonas Ps. fluorescens Ps. chlororaphis Ps. aeruginosa Ps. putida Ps. radiobacter
Bacillus Bac. cereus Bac. mycoides Bac. megaterium Bac. subtilis Bac. vulgatus
Erwinia
Erw. herbicola Erwinia amylovora
Рис. Видовой состав эпифитной микрофлоры филлоплана
Таблица 1
Количество колоний Pseudomonas и Bacillus, выделенных с верхней поверхности филлоплана в летне-осенний период 2008-2009 гг. (ср. знач.)
Количество колоний Bacillus Количество колоний Pseudomonas
Наименование растения с поверхности филлоплана с поверхности филлоплана
летний период осенний период летний период осенний период
Calendula officinalis 102,34 154,22 137,35 89,44
Centaurea cyanus L. 97,18 143,64 103,66 61,38
Maricaria mafricarioides L. 94,46 137,13 104,58 77,20
Helianfhus annuus 89,73 118,92 112,64 82,50
Таблица 2
Квантитативные показатели эпифитных микроорганизмов на поверхности цветков
(КОЕ х 106/г)
Квантитативные показатели Квантитативные показатели
Название растений в летний период в осенний период
Pseudomonas Bacillus Pseudomonas Bacillus
Calendula officinalis 13,7±0,47 10,2±0,24 8,9±0,14 15,4±0,23
Centaurea cyanus L. 10,3±0,22 9,7±0,13 6,1±0,19 14,3±0,21
Maricaria mafricarioides L. 10,4±0,26 9,4±0,11 7,7±0,17 13,7±0,16
Helianfhus annuus 11,2±0,33 8,9±0,10 8,2±0,15 11,8±0,26
Состав микрофлоры цветка представлен следующими видами: Ps. fluorescens, Ps. chlororaphis, Ps. putida, Ps. aeruginosa, Ps. radiobacter, Ps. desmolytica, Bac. cereus, Bac. megaterium, Bac. subtilis, Rhodococcus flavum, Paenibacillus macerans, E. Coli, Paenibacillus polymyxa, Arth-robacter flavenscens, Arthrobacter album, Lactobacillus plantarum, Pullularia pullulans, Staphylococcus saprophiticus, Candida albicans, Erwinia amylovora, Sarcina maxima, Rhodotorula mucilaginosa.
В таблице 2 отражены квантитативные показатели количественного состава Pseudomonas и Bacillus в летне-осенний период. Квантитативные показатели Pseudomonas в летний период больше, чем
Bacillus (на 1,9 КОЕ х 106/г), а в осенний период преобладают спорообразующие представители рода Bacillus.
Заключение
Проведённые исследования показали, что количественные и качественные составы идентифицированных микроорганизмов рода Pseudomonas и Bacillus, выделенных с поверхности филлоплана и цветков представителей семейства Compositae, варьируют. Возможно, это связано с различной степенью экссудации и разным биохимическим составом его у растений внутри одного семейства. Кроме того, различия в квантитативных показателях и видовом составе связаны с различной бак-
терицидной активностью и степенью проявления фунгицидных свойств.
Выводы
1. В результате экспериментальной работы было идентифицировано 23 вида микроорганизмов с верхней поверхности филлоплана (Ps. fluorescens, Ps. chlorora-phis, Ps. aeruginosa, Ps. putida, Ps. radi-obacter, Bac. cereus, Bac. mycoides, Bac. megaterium, Bac. subtilis, Bac. vulgatus, Bact. Herbicola aureum, Paenibacillus ma-cerans, Paenibacillus polymyxa, Aspergillus flavus, Lactobacillus plantarum, Staphylococcus saprophiticus, E. Coli, Candida albicans, Erwinia herbicola, Erwinia amylovora, Kocuria rosea, Pullalaria pullulans, Alternaria alternate) и 22 вида с поверхности цветков (Ps. fluorescens, Ps. chlororaphis, Ps. putida, Ps. aeruginosa, Ps. radio-bacter, Ps. desmolytica, Bac. cereus, Bac. megaterium, Bac. subtilis, Rhodococcus flavum, Paenibacillus macerans, E. Coli, Paenibacillus polymyxa, Arthrobacter fla-venscens, Arthrobacter album, Lactobacil-lus plantarum, Pullularia pullulans, Staphylococcus saprophiticus, Candida albicans, Erwinia amylovora, Sarcina maxima, Rhodo-torula mucilaginosa).
2. Получены данные о степени обсеме-нённости верхней поверхности филлоплана и поверхности цветков сем. Сложноцветных (Compositae): Василька синего (Centaurea cyanus L.), Ромашки душистой (Ma-ricaria matricarioides L.), Подсолнечника однолетнего (Helianthus annuus L.), Календулы лекарственной (Calendula officinalis) представителями выделенных таксономических групп в летне-осенний период.
+
3. Отражены квантитативные показатели количественного состава Pseudomonas и Bacillus поверхности филлоплана и цветков растений сем. Сложноцветных (Compositae) в летне-осенний период, играющие большую роль в разработке методов биологической защиты растений.
Библиографический список
1. Барчева А.В. Изучение эпифитных микромицетов филлосферы древесных растений / А.В. Барчева. — Астрахань: Издательство АГТУ, 2008. — 23 с.
2. Заикина И.А. Эпифитная микрофлора здоровых растений. — Пенза: РИО ПГСХА, 2007. — Ч. 2. — С. 40-44.
3. Нескороженый Б.Ф. Оценка антагонистической активности эпифитной микрофлоры филлоплана яблони / Б.Ф. Нескороженый, М.Ж. Резиу. — Киев: Изд-во ВНИИТЭИа, 1989.
4. Новикова Н.С. Бактериальная флора надземных органов растений / Н.С. Новикова. — Киев, 1983. — 86 с.
5. Нетрусов А.И. Экология микроорганизмов / А.И. Нетрусов. — М.: Академия, 2004. — С. 272.
6. Полякова М.М. Выделение и идентификация эпифитных дрожжей плодовых деревьев / М.М. Полякова. — Астрахань: Изд-во АГТУ, 2008.
7. Зубков М.Н. Неферментирующие бактерии: классификация, общая характеристика, роль в патологии человека. Идентификация Pseudomonas spp. и сходных микроорганизмов / М.Н. Зубков. — М.: Инфекции и антимикробная терапия, 2003. — Т. 5. — № 1.
8. Хоулт Дж. Определитель бактерий Берджи / Дж. Хоулт, Н. Криг, П. Снит. —
М.: Мир, 1997. +
УДК 582.736:581.142 С.Б. Нечепуренко,
О.В. Дорогина
ВОЗДЕЙСТВИЕ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА ПРОРАСТАНИЕ СЕМЯН HEDYSARUM THEINUM KRASNOB (FABACEAE)
Ключевые слова: копеечник чайный, период прорастания, твердосемянный, скарификация, стратификация, гиббе-реллин, энергия прорастания.
Введение
Копеечник чайный Hedysarum theinum Krasnob. — редкий высокогорный субаль-
