CC BY
105
Будагаева Валентина Григорьевна, аспирант лаборатории микробиологии ИОЭБ СО РАН, РБ, г. Улан-Удэ, ул. Сахьяно-вой, 6, e-mail: [email protected]
Бабасанова Ольга Бадмажаповна, кандидат биологических наук, главный технолог, ОАО «ЭМ-Байкал», г. Улан-Удэ, тел. 8(9021)61-28-39.
Бархутова Дарима Дондоковна, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник ИОЭБ СО РАН, г.Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 6, e-mail: [email protected]
Намсараев Баир Бадмабазарович, доктор биологических наук, профессор, заведующий лабораторией микробиологии ИОЭБ СО РАН, г. Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 6, тел. 8(3012) 43-49-02, факс.: 8(3012)43-30-34
Budagaeva Valentina Grygoryevna, post-graduate student of microbiology laboratory, IGEB SB RAS, RB, Ulan-Ude, Sahyanova str., 6, tel. 8(3012)43-49-02
Babasanova Olga Badmazhapovna, candidate of biological sciences, chief of technology «ЭМ-Baikal», тел. 8(9021)61-28-39
Barkhutova Darima Dondokovna, candidate of biological sciences, senior research worker of IGEB SB RAS, RB, Ulan-Ude, Sahyanova str., 6, tel. 8(3012)43-49-02
Namsaraev Bair Badmabazarovich, doctor of biological sciences, professor, the head of laboratory of microbiology IOGB SB RAS, RB, Ulan-Ude, Sahyanova str., 6, tel. 8(3012)43-49-02, fax.: 8(3012)43-30-34
УДК 576.809.51
© Е.С. Кашкак
Сульфатредуцирующие бактерии минеральных источников Хойто-Гол
Исследована активность сульфатредуцирующих бактерий из микробных матов минеральных источников Хойто-Гол, использующих лактат в качестве источника энергии и углерода.
Ключевые слова: сульфатредуцирующие бактерии, лактат, сероводород.
ЕХ КавЬкак
The sulfate reducing bacteria of mineral springs Hoito-Gol
Activity of sulfate reducing bacteria from microbial mates of mineral springs Hoito-Gol was studied. The growth of sulfate reducing bacteria was studied on lactate as source of energy and carbon.
Key words: sulfate reducing bacteria, lactate, sulphide hydrogen.
Введение
Процессы образования сероводорода в биосфере связывают в основном с деятельностью сульфатредуцирующих бактерий, имеющих большое значение для глобального круговорота серы. Сульфатредуцирующие бактерии осуществляют диссимиляционную сульфатредукцию, представляющую собой анаэробное дыхание, при котором сульфат служит конечным акцептором электронов (вместо кислорода) при окислении органических веществ или молекулярного водорода [1]. Разложение органических серосодержащих соединений (белков, аминокислот) в анаэробных условиях сопровождается выделением сероводорода. Образуется сероводород также при восстановлении сернокислых и серноватистокислых солей. Большое количество сероводорода образуют сульфатредуцирующие бактерии в процессе сульфатного дыхания [7].
Сульфатредуцирующие бактерии составляют высокоспециализированную физиологическую группу облигатно анаэробных бактерий, весьма различных морфологически, которые способны осуществлять диссимиляционное восстановление сульфатов до сероводорода.
Сульфатредуцирующие бактерии (СРБ) об-
ладают широкими метаболическими возможностями, что объясняет их широкое распространение и важную роль в процессах анаэробного разложения органических веществ в водоемах
[5].
Целью настоящей работы явилась оценка численности сульфатредуцирующих бактерий минеральных источников Хойто-Гол.
Объекты и методы исследования
Объектами исследования являлись гидротермы Хойто-Гол, расположенные в долине р. Хойто-Гол (приток р. Сенцы, Восточный Саян). Минеральные источники Хойто-Гол относятся к низкотемпературным углекислым гидротермам, отличительной чертой которых является присутствие сероводорода, поступающего с вулканическими флюидами.
Пробы микробных матов были отобраны в период летних экспедиций 2011 г. Концентрацию сероводорода и сульфидов определяли с диметил-парафинелендиамином колориметрическим методом [3]. Скорость сульфатредукции определяли радиоизотопным методом с помощью меченного 35 8-сульфата [6].
Накопительные культуры СРБ выращивали методом предельных разведений на жидкой
4/2013
элективной среде Баарса следующего состава (г/дм3): NHX1 - 1.0; КН;Р04 - 0.5; CaS04 2Н;0 -1,0; MgS04-7H;0 - 2.0; (NH4)Fc(S04)r6H:b -
0,5; 1%-й раствор Na:S в 1%-м растворе NaHCO? - 5-8 мл; 10%-й раствор лактата натрия - 3.5 мл. 1%-й раствор Na;S в 1%-м растворе NaHCO^ и 10%-й раствор лактата натрия, соль Мора в сухом виде в маленькой пробирке с ватной пробкой стерилизовали отдельно и добавляли в стерильную среду перед посевом. Доводили pH срсды до 7.0-7.4 [2, 5]. Посевы проводили в стерильных пробирках, наполненных доверху средой. Инкубировали их в термостате при 30°С. О росте СРБ судили по образованию черного осадка сульфида железа.
Морфологию, размеры, подвижность клеток изучали микроскопированисм образцов с помощью светового микроскопа Axiostar plus (Carl Zeiss. Германия). снабженного фазовоконтрастным устройством и фотодокументирующей системой. Готовились препараты живых и фиксированных окрашенных клеток.
Результаты и обсуждение
Минеральные источники Хойто-Гол - это пять выходов гидротермальной воды с суммарным дебетом 13 л/сек. Тип воды источников Хойто-Гол - гидрокарбонатная кальциево-натриевая Максимальная температура выхода воды составляет +34,51)С, pH 6.7 Отличительным признаком источников Хойто-Гол является вынос с вулканическими флюидами сероводорода. концентрация которого составила 6.7 мг/дм\ Присутствие сероводорода в экосистеме этих минеральных вод является определяющим фактором для развития и функционирования микроорганизмов круговорота серы.
Из серных и смешанных микробных матов гидротерм Хойто-Гол выделены активные накопительные культуры мезофильных сульфатрс-дуцирующих бактерий, которые представлены палочковидными формами и вибрионами (рис.1). Численность СРБ достигата 10ю клеток/см’ при использовании лактата в качестве источника углерода и донора электронов.
5 мт „
. * «*>
Рис. I. Накопительные культуры сульфатрсдуцирующих бактерий на лактате
В зоне излива источников происходит образование сероводорода за счет сульфатредукции со скоростью 1,2-9.1 мгБ/кг сут. По изливу ручья наиболее интенсивно процесс восстановления сульфатов протекат на станции Ь^-01а (4.5 мгБ/кг сут). Для этой станции характерно наиболее интенсивное развитие микробных матов, состоящих из бесцветных серобактерий. Наименьшая скорость сульфатредукции выявлена на станции ^ 02 (1.2 мгБ/кг сут). Количество ис-
пользованного бактериями органического вещества в процессе сульфатредукции составило 3.4 мгС/кг сут. и 0.9 мгС/кг сут. соответственно 14].
Таким образом, проведенные исследования показывают, что сульфатредуцирующие бактерии активно участвуют в деструкции органического вещества. Они хорошо расту т на лактате натрия. Для них наиболее оптиматьна температура той природной срсды. из которой были культивированы.
Работа выполнена при финансовой поддержке интеграционного проекта СО РАН №5.
Литература
1. Грабович М.Ю. Участие прокариот в круговороте серы // Биология, 1999.
2. Данилова Э.В., Бархутова Д.Д., Брянская А.В. и др. Влияние экологических условий на распределение функциональных групп микроорганизмов в минеральных источниках Хойто-Гол (Восточный Саян) // Сибирский экологический журнал. 2009. - № I. - Р. 45-53.
3. Иванов М.В. Применение изотопов для изучения интенсивности процесса редукции сульфатов в озере Беловодь // Микробиология. - 1956. - Т.25. №3. - С. 305-309.
4 Методы изучения водных микроорганизмов /С И Кузнецов, Г А. Дубинина. - М, Наука, -288 с.
Раднагуруева А.А., Лаврентьева Е.В., Зайцева С.В., Намсараев Б.Б. Влияние условий среды обитания на развитие гидролитического микробного сообщества в гидротермах Бурятии_______________________________________________________
5. Практикум по микробиологии / А.И. Нетрусов, М.А. Егорова, Л.М. Захарчук и др. - М.: Академия, 2005. - 608 с.
6. Теппер Е.З., Шильникова В.К., Переверзева Г.И. Практикум по микробиологии. - М.: Дрофа, 2004. - 256 с.
7. Truper Н. G., Shlegel H.G. Sulphur metabolism in Thiorodacea // Antonio Van Levenhoek. - 1964. - P. 225-238.
Кашкак Елена Сергеевна, аспирант, Бурятский государственный университет. 670000, Улан-Удэ, ул. Смолина, 24а, е-mail: [email protected]
Kashkak Elena Sergeevna, postgraduate, Buryat State University, 670000, Ulan-Ude, Smolina St., 24a.
УДК 551.42
© A.A. Раднагуруева, E.B. Лаврентьева, C.B. Зайцева, Б.Б. Намсараев
Влияние условий среды обитания на развитие гидролитического микробного сообщества
в гидротермах Бурятии
Изучены физико-химические условия и химический состав нативных проб гидротерм. С помощью метода главных компонент показано, что функционирование гидролитического микробного сообщества регулируется в первую очередь такими факторами, как pH и содержание белка в пробах.
Ключевые слова: гидротермы, температура, pH, главный компонент.
A.A. Radnagurueva, E.V. Lavrentieva, S.V. Zaitseva, B.B. Namsaraev
Effect of environment on the development of hydrolytic microbial communities
in hydrothermal Buryatia
Physico-chemical conditions and chemical composition of native samples hydrotherms. Using the method of principal component showed that the hydrolytic function of the microbial community is primarily governed by factors such as pH and protein content in the samples.
Key words: hydrotherms, temperature, pH, Principal component.
Введение
Физико-химические параметры щелочных термальных вод имеют ряд особенностей: щелочность обусловлена не ионами карбонатной системы, а силикатными и даже боратными ионами; в водах более активно мигрируют анионогенные элементы, тогда как катионогенные элементы часто образуют слаборастворимые соединения; окисление переменно-валентных элементов происходит с большей скоростью [3]. Все эти факторы в сочетании с комбинированным воздействием высокого pH и температуры создают особые условия для существования экс-тремофильных микроорганизмов.
Целью исследования является изучение влияния физико-химических условий воды, химического состава донных осадков и микробных матов на развитие микробного сообщества термальных водных систем Забайкалья.
Объекты и методы исследования
Объекты исследования - термальные источники Алла, Гарга, Горячинск, Гусиха, Сеюя, Умхей, Уро, расположенные в Курумканском, Баргузинском, Прибайкальском районах Республики Бурятия. Для исследования были отобраны пробы воды с 2009 по 2010 г.
В местах отбора проб измеряли температуру, pH, минерализацию. Температуру измеряли сенсорным электротермометром Рпта (Португалия), pH определяли потенциометрически при помощи портативного рН-метра (рНер2, Португалия). Минерализацию воды определяли при помощи портативного тестер-кондуктометра ТБ8-4 (Сингапур). Кислород в воде источника определяли методом Винклера. Содержание карбонатов, гидрокарбонатов определяли титрованием [1]. Содержание органического углерода (Сорг) в пробах определяли по методу Тюрина в модификации Никитина [4]. Определение содержания белка проводили по методу Лоури [2]. Определение численности бактерий-гидролитиков проводили методом предельных разведений на среде Пфеннига [2].
Результаты и обсуждение
Температура воды при выходе на поверхность термальных источников изменялась в широких пределах (табл. 1). Наиболее горячими на выходе были воды гидротерм Алла (70°С), Гарга (74°С), Гусиха (72°С) и Уро (69,1°С). Минеральные воды выхода источника Умхей имели температуру 39-40°С, Сеюя - 50°С и Горячинска - 52,3°С.
Значения pH варьировали от 8,2 до 9,77. Вы-
