Тип работы:
 Предмет:
 Язык работы:


ОСОБЕННОСТИ МИКРОБНОЙ ТРАНСФОРМАЦИИ АЗОТА В КИШЕЧНИКЕ ТЕРМИТОВ И В ТЕРМИТНИКАХ

Работа №179774

Тип работы

Диссертации (РГБ)

Предмет

биология

Объем работы106
Год сдачи2002
Стоимость700 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено
6
Не подходит работа?

Узнай цену на написание


ВВЕДЕНИЕ 3
Обзор литературы 5
Общие сведения по биологии термитов 5
Сведения по биологии термитов Riticulitermes lucifugus (Rossi), Anacanthotermes ahngerianus (Jacobson), Neotermes castaneus (Burmister) и Zootermopsis angusticollis (Hagen)10 Экосистема пищеварительного тракта термитов 14
Особенности симбиотической азот фиксации у термитов 25 Влияние термитов на почву 31
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 40
ОБЪЕКТЫ 40
Лабораторные культуры термитов и материал термитников 40
Образцы сероземов, термитников и термиты Anacanthotermes ahngerianus 40
МЕТОДЫ 41
Газо-хроматографические методы 41
Измерение нитрогеназной активности 41
Определение потенциальной денитрификации 42
Определение эмиссии метана 43
Определение интенсивности дыхания (эмиссии СОг)44 Определение содержания азота 44
Определение содержания углерода 44
Выделение чистых культур микроорганизмов 45
Изучение некоторых свойств азотфиксаторов методом спектроскопии нарушенного полного внутреннего отражения (ПИВО)47
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ 52 Определение актуальной нитрогеназной активности у живых термитов и в материале их термитников 52
Определение потенциальной денитрификации у термитов и в материале их термитников 55
Численность и групповой состав бактерий-азотфиксаторов, выделенных из кишечника термитов и из материала термитников 56
Применение метода спектроскопии НГТВО для изучения механизмов передачи фиксированного азота от азотфиксирующей бактерии термиту 62
Влияние целлюлозной диеты на азотфиксирующую активность и поведение термитов 66
Структура комплекса азотфиксирующих микроорганизмов пищеварительной системы термитов N. castaneus,длительное время содержавшихся на целлюлозной диете 70
Основные показатели микробиологической активности на примере природных термитников
Туркмении 77
Структура бактериального комплекса термитника и фоновой почвы 81 Заключение 83
ВЫВОДЫ 84
Список литературы 85


Термиты — типичные почвообитающие общественные насекомые, живущие колониями в гнездах-термитниках. В настоящее время известно свыше 2000 видов термитов, объединенных в 9 семейств. Некоторые особенности биологии и экологии термитов делают их, по нашему мнению, весьма перспективным объектом исследований для многих смежных областей естественных наук. Например, высокая численность и плотность термитов в местах их расселения, которая может достигать 3-4 г термитов на 1 дм3 почвы (в Заире) или 10 млн. особей на гектар (в Малайзии) (Кипятков, 1991), несомненно указывает на значительный вклад этих насекомых в биогеохимическую обстановку тропических регионов. Геохимическое значение среднеазиатских термитов, обитающих в пустынях, не менее велико, однако изучено значительно хуже (Кипятков, 1991). В связи с этим отметим, что одна из первых I работ по этой тематике выполнена почвоведом — Николаем Александровичем Димо (Димо, 1916). В дальнейшем определенный вклад в изучение влияния термитов на почву был сделан в работах Б.М. Мамаева, О. Союнова (Союнов, 1973; Мамаев, Союнов, 1976). В то же время, вопросы, связанные с исследованием влияния термитов на круговорот основных биофильных элементов, в частности, азота, до настоящего времени остаются нерешенными.
Являясь ксилофагами, термиты не в состоянии усваивать потребляемую ими древесину, которая служит им основным кормом, без помощи разнообразных микроорганизмов. Поскольку среднее содержание азота в древесине составляет 0,15% (Potricus, Breznak, 1981), проблема обеспечения этим элементом является важнейшей для колонии термитов. Впервые мысль о роли бактерий-азотфиксаторов в азотном питании термитов была высказана Кливлендом в 1925 году, но только во второй половине XX столетия эта идея по- Л
лучила экспериментальное подтверждение, когда изотопным методом (15N) удалось показать, что до 60% азота, входящего в состав термита, имеет атмосферное происхождение (Tayasu, 1998). Тем не менее, до сих пор малоисследованным остается обширный пласт вопросов, касающихся особенностей азотфиксации и денитрификации у различных видов термитов, аспектов их взаимодействия с бактериями, трансформирующими азот.
Целью работы являлось изучение особенностей взаимодействия термитов с диазотрофными бактериями и оценка микробиологической активности в термитниках Туркмении.
В задачи исследования входило:
1. Изучить особенности азотфиксации и денитрификации в пищеварительном тракте термитов различных видов и гнездовом материале их термитников.
2. Охарактеризовать групповой состав бактерий-азотфиксаторов кишечника термитов и материала термитников.
3. Изучить аспекты взаимодействия бактерий-азотфиксаторов с термитами.
4. Оценить активность процессов азотфиксации, денитрификации, дыхания и метаногенеза в термитниках Туркмении.


Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь в написании работ!
ДИПЛОМНЫЕ МАГИСТЕРСКИЕ ДИССЕРТАЦИИ
КУРСОВЫЕ СТАТЬИ ВКР

Таким образом, в представленном исследовании были изучены особенности симбиотической азотфиксации у ряда термитов. Наиболее высокие значения азотфиксирующей активности впервые были выявлены у термитов N. casataneus.Было показано, что многие бактерии, обитающие в кишечнике термитов являются азотфиксаторами и участвуют в снабжении термитов фиксированным азотом. Примечательно, что большинство из них, как, на-пример, представители рода Bacteroides,являются транзитными формами, то есть выводятся из кишечника термитов вместе с экрементами и представлены не только в кишечнике термитов, но и в материале термитника. Исследование механизмов передачи фиксированного азота от бактерии термиту выявило способность азотфиксаторов (на примере Bacillus licheniformis')экскретировать продукты азотфиксации во внешнюю среду. Этот факт косвенно подтверждает транзитный характер изученных азотфиксаторов.
Таким образом, нами впервые установлено, что термитам для нормальной жизнедеятельности необходимо постоянное пополнение азотфиксаторов в пищеварительном тракте, что и происходит в естественных условиях благодаря многократной переработке материала термитника и копрофагии. При этом происходит значительное обогащение материала термитника, а преимущественно выстилки ходов и камер, азотфиксирующими микроорганизмами и органическими соединениями, следствием чего и является повышенное содержание азота в термитниках, по сравнению с фоновой почвой. Этот факт подтвержден исследованием природных термитников, которое показало несомненную концентрационную функцию термитников по отношению к органическому веществу и микробиологическим процессам его трансформации (на примере азотфиксации, денитрификации, дыхания и метаногенеза) в аридных экосистемах



• Алехина Л.К., Невская Д.В., Добровольская Т.Г., Звягинцев Д.Г. Бактериальное разнообразие в лесных почвах (сукцессионный анализ) // Микробиология. 1997. Т.66. N 4. С. 558-562.
• Беляева Н.В., Жужиков Д.П. Материалы по фауне и распространению термитов СССР И Тр. энтомол. сектора проблем н.-и. лаб. По разработке методов борьбы с биол. поврежд. материалов биол. факультет. Тер¬миты. Вып. 5.1974. С. 7-61.
• Бирюкова О.Н., Тимофеев Б.В., Орлов Д.С. Органическое вещество не-которых почв саванн и термитников в республике Мали // Вестник Московского университета. Сер. 17. Почвоведение. 2000. №2. С. 40-45.
• Богданов К.М., Королев Ю.Н., Лысов В.Д., Телегин Н.Н., Цибанова И.В. Универсальные приставки Н11ВО для получения спектральных характеристик микроорганизмов и культуральной среды / Тез. док. II Всесоюзной конф. «Комплексная механизация и автоматизация техно-логических процессов в химико-формацевтической промышленности». Ленинград. 1974. С.58.
• Болдырев В.Ф. Термиты западного побережья Кавказа и их вредоносное значение // Реф. докл. ТимМряз. с-х . акад. 1954. Т. 19. С. 212-217.
• Димо Н.А. Роль и значение термитов в жизни почв и грунтов Туркестана// Русский почвовед. М. 1916. № 7-10.С. 153-191.
• Длусский Г.М.; Союнов О.С. Почвообразующая деятельность пустынных термитов, муравьев и мокриц. Энтомокомплексы пустынь Сев. Туркменистана. 1988. С. 12-31.
• Жужиков Д.П. Биологические испытания материалов на устойчивость к повреждениям термитами // Тр. энтомол. сектора проблем н.-и. лаб.
Г
_ По разработке методов борьбы с биол. поврежд. материалов биол. факультет. Термиты. Вып. 2.1972а. С. 202-213.
• Жужиков Д.П. Классификация материалов и изделий для оценки их стойкости к зооповреждениям в воздушной среде / Автореф. док. II Всесоюзн. симп. по биологическим повреждениям и обрастаниям материалов, изделий и сооружений. М. Наука. 19726. С. 127-129.
• Жужиков Д.П. Классификация материалов и изделий для оценки их стойкости к повреждениям термитами // Тр. энтомол. сектора проблем н.-и. лаб. По разработке методов борьбы с биол. поврежд. материалов биол. факультет. Термиты. Вып. 5. 1974. С. 181-200.
• Жужиков Д.П. Справочник по устойчивости материалов и изделий к повреждению термитами. М. Изд-во Московского ун-та. 1976.
• Жужиков Д.П. Термиты СССР.М. Изд-во Моск, ун-та. 1979. 225 с.
• Жужиков Д.П. Устойчивость материалов к повреждениям термитами / Всесоюз. Симп. «Теоретические проблемы биологического повреждения материалов». АН СССР и ВИАМ. М. 1971. С. 54-56.
• Жужиков Д.П., Коровкина Н.М. Особенности пищеварения термитов // Тр. энтомол. сектора проблем н.-и. лаб. По разработке методов борьбы с биол. поврежд. материалов биол. факультет. Тетрмиты. Вып. 2. 1972а.
С. 144-156.
• Жужиков Д.П., Коровкина Н.М. Строение провентрикулюса термитов // Тр. энтомол. сектора проблем н.-и. лаб. По разработке методов борьбы с биол. поврежд. материалов биол. факультет. Термиты. Вып. 2.
1972. С. 134-143.
• Захаров А.А. Большой закаспийский термит Anacanthotermes ahngeri- anusкак компонент энтомокомплекса саксаулового леса // Изучение термитов и разработка противотерминых мероприятий. Ашхабад. 1973.
С. 25-36.
• Какалиев К. Химическое истребление термитов. Ашхабад. 1972
• Кипятков В.Е. Мир общественных насекомых. Л.: изд-во ЛГУ. 1991. 225 с.
• Козлова А.В. О накоплении нитратов в термитниках Туркмении // Почвоведение. 1951. № 10. С. 118-631.
• Королев Ю.Н. Возможности спектроскопии нарушенного полного внутреннего отражения для анализа неразрушенных микроорганизмов в культуральной среде / «Биологическая спектрофотометрия и фитоактинометрия». Ш Всесоюзное совещание по управляемому биосинтезу и биофизике популяций. Красноярск. 1973. С. 50.
• Королев Ю.Н., Рыжкова Е.А., Бурлаков А.Б. Вопросы анализа и синтеза информации биосистем // Синергетика. М. Изд-во МГУ. 1998. С. 228-237.
• Королев Ю.Н., Слугина М.Д., Макаревич В.Г., Телегин Н.Н. О возможности спектрального анализа гетерогенных биологических систем // Антибиотики. 1979. Т. 3. С. 163-168.
• Королев Ю.Н., Тарасова Т.П., Телегин Н.Н. Применение элементов НПВО с переменными углами для исключения влияния мешающих компонентов в сложных средах / Тез. док. П Всесоюзной конф. «Комплексная механизация и автоматизация технологических процессов в химико-формацевтической промышленности». Ленинград. 1974. С.63.
• Королев Ю.Н., Телегин Н.Н. Особенности количественного определения основных компонентов микроорганизмов при использовании спектроскопии НПВО / «Биологическая спектрофотометрия и фитоактино¬метрия». Ш Всесоюзное совещание по управляемому биосинтезу и биофизике популяций. Красноярск. 1973. С. 53.
• Королев Ю.Н., Телегин Н.Н., Бирюков В.В. Исследование возможности измерения концентрации аммонийного азота и углеводов в культуральной жидкости при производстве антибиотиков / «Биологическая спектрофотометрия и фитоактинометрия». Ш Всесоюзное совещание по управляемому биосинтезу и биофизике популяций. Красноярск.
1973. С. 52.
Курчева Г.Ф. Роль животных в почвообразовании // Знание. Сер. Биологическая. 1973. №3.
Луппова А.Н. Материалы к биологии большого закаспийского термита {Anacanthotermes ahngerianus Jacobs.) и его распространение в Туркмении (Isoptera, Hodotermitidae) // Энтомол. обозрение. 1955. Т. 33. С. 56- 66.
Луппова А.Н. О состоянии изученности термитов СССР и задачах в этой области // Термиты и меры борьбы с ними. Ашхабад. 1968. С. 22- 27.
Луппова А.Н. Термиты Средней Азии // Термиты и меры борьбы с ними. Ашхабад. 1962. С. 17-27.
Луппова А.Н. Термиты Туркменистана // Тр. Ин-та зоологии и паразитологии АН Трукм. ССР. 1958. Т.2 С. 81-145.
Малахов Ю.И., Королев Ю.Н. К вопросу обработки спектральной информации при исследовании пространственно-временной организации биологических систем / Теоретические проблемы в биологии и медицине. М. Изд-во МГУ. 1998. С.18-23.
Мамаев Б.М., Союнов О. Взаимосвязи большого закаспийского термита с различными компонентами пустынных биогеоценозов // Фауна и экология насекомых Туркмении (сборник статей) под. ред. Ташлиева. Ашхабад. Ылым. 1977. С. 3-20.
Маречек Г.И. Система мероприятий по борьбе с термитами - вредителями жилых и промышленных построек. Ташкент. 1955а.
• Маречек Г.И. Туркестанский термит как вредитель промышленных и жилых построек и меры борьбы с ним // Тр. АН Тадж.ССР. отд. Ес- теств. Наук. 1955. Т.36. С. 119-131.
• Методы почвенной микробиологии и биохимии, (под ред. Д.Г. Звягинцева) М. 1991. 303 с.
• Никитина К.А., Королев Ю.Н., Телегин Н.Н. Изучение изменения состава и локализация клеточных компонентов про- и эукариотных оргнизмов в процессе инкубации на свету и в темноте с помощью спектроскопии внутреннего отражения / «Биофизика микробных популяций». Тез. докл. Всесоюз. Конф. Красноярск. 1987. С. 134.
• Ножевникова А.Н., Некрасова В.К., Лебедев В.С. Образование и окисление метана микробной популяцией осадков иловых чеков при низких температурах // Микробиология. 1999. Том. 68. №2. С. 267-272.
• Определитель бактерий Берджи. В 2-х томах.: под ред. Заварзина Г.А. М. Мир. 1997. 800 с.
• Орлова Э.А. Влияние состава кишечных симбионтов на интенсивность питания и продолжительность жизни термитов рода Reticulitermes И Тр. энтомол. сектора проблем н.-и. лаб. По разработке методов борьбы с биол. поврежд. материалов биол. факультет. Тетрмиты. Вып. 5. 1974а.
• С. 165-180.
• Орлова Э.А. Микрофлора кишечника термитов // Тр. энтомол. сектора проблем н.-и. лаб. По разработке методов борьбы с биол. поврежд. материалов биол. факультет. Термиты. Вып. 2. 1972а. С. 167-178.
• Орлова Э.А. Состав и значение симбионтов кишечника у термитов Re- ticulitermes lucifugus Rossi // Тр. энтомол. сектора проблем н.-и. лаб. По разработке методов борьбы с биол. поврежд. материалов биол. факуль¬тет. Термиты. Вып. 2. 1974а. С. 157-166.
• Орлова Э.А. Целлюлозолитические ферменты в кишечнике термитов //
Г Тр. энтомол. сектора проблем н.-и. лаб. По разработке методов борьбы с биол.поврежд.материалов биол. факультет. Термиты. Вып. 5. 1974. С. 150-164.
w
• Розанов Б.Г. Термиты тропической Бирмы // Природа. 1963. №9.
• Союнов О. Влияние термита Anacanthotermes ahngerianusна почву // Изучение термитов и разработка противотермитных мероприятий. Ашхабад. Из-во Ылым. 1973. С. 49-77.
• Тимофеев Б.В. Термиты- биологический фактор тропического почво-образования // Вестник Московского университета. Сер. 17. Почвоведение. 1987. №1. С. 70-72.
• Третьякова Е.Б., Добровольская Т.Г., Бызов Б.А., Звягинцев Д.Г. Со-общества бактерий, ассоциированные с почвенными беспозвоночными //Микробиология. 1996. Т. 65. № 1. С. 102-109.
• Умаров М.М. Современное состояние и перспективы исследований микробной азотфиксации // Тр. конф. "Перспективы развития почвенной биологии". М. МГУ. 2001. С. 47-55.
• Цветкова В.П. Термит Reticulitermes lucifugus Rossi на юге Украины // Термиты и меры борьбы с ними. Ашхабад. 1962. С. 28-36.
• Becker G. Laboratory testing methods with termites in Beriin-Dahlem /
( Proc. 2nd Workshop on Termite Res. Biloxi. Miss. 1965. p. 67-70.
• Benemann J.R. Nitrogen fixation in termites // Science. Vol. 181. 1973. P.
E 164-165.
• Bentley B. L. Nitrogen fixation by Nasutitermes and Velocitermes in Vene-
t zuela. In: Eder, J. and Remhold, H. (eds.). Chemistry and Biology of Social
Insects. 1987.Verlag J. Pepemy. Munich. P. 365.
1 • Bentley B.L. Nitrogen fixation in termites: fate of newly fixed nitrogen // J.
Insect. Physiol. 1984. Vol. 30. No. 8. P. 323-343.
7’
_ еBrauman A., Kane M.d., Labat М., Breznak J.A. Genesis of acetate and
* methane by gut bacteria of nutritionally diverse termites // Science. 1992.
Vol. 257. P. 1384-1387.
• Breznak J.A. Acetogenesis. // Ed. Drake H.L. Chapman and Hall. 1994. P. 303-330.
• Breznak J.A. Intestinal microbiota of termites and other xylophagus insects
, // Ann. Rev. Microbiol. 1982. P. 323-343.
• Breznak J.A., Brill W.J., Martins J.W., Coppel H.C. Nitrogen metabolism in termites //Nature. 1973. Vol. 244. P. 633-655.
• Breznak J. A., Brune A. Role of microorganisms in the digestion of lignocel-lulose by termites I I Annu. Rev. Entomol. 1994. Vol. 39. P. 453-487.
• Brune A. Termite guts: the world’s smallest bioreactors // Tibtech J. 1998. Vol. 16. P. 16-21.
• Castle G.B. The experimental determination of caste differentiation in ter¬mites // Sciense. 1934. Vol. 80. P. 314.
• Child H.J. The intestinal anatomy of termites and the histology of the diges¬tive tract // Termites and termite control. Univ. Calif. Press. 1934. P. 58-88.
• Cleveland L.R. Fertilization of in Trychonympha from termites // Arch. Pro- tistenkunde. 1965. Vol. 108. P. 1-5.
' • Cleveland L.R. Symbiosis among animals with special reference to termites
and their intestinal flagellates // Quart. Rev. Biol. 1926. Vol. 1. No. 1. P. 51-
1 60.
> • Cleveland L.R. The ability of termites to live perhaps indefinitely on a diet
of pure cellulose // Biol. Bull. 1925. Vol. 48. P. 289-293.
• Cleveland L.R., Burke A.W. Effects of temperature and tension on oxygen toxicity for protozoa of Cryptocercus// J. Protozool. 1956. Vol. 3. P. 74-77.
• Cowling E.B., Merril W. Nitrogen in wood and its role in wood deterioration // Can. J. Bot. Vol. 44. P. 1539-1554.
• Croucher S. С., Houston А. Р, Bayliss С. Е.,. Turner R. J. Bacterial popula¬tions associated with different regions of the colon wall // Appl. Environ. Microbiol. 1983. Vol. 45. P. 1025-1033.
• Curtis A.D., Waller D.A. Changes in nitrogen fixation rates in termites (Is- optera: Rhinotermitidae) maintained in the laboratory // Annals of the Ento-mological Society of America. Vol. 88. P. 764-767.
• Ebert A., Brune A. Hydrogen concentration profiles at the oxic-anoxic inter¬face: a microsensor study of the hindgut of the wood-feeding lower termite Reticulitermes flavipes (Kollar) // Appl. Environ. Microbiol. 1997. Vol. 63 P. 4039-4046.
• French J. R. J., Turner G. L., Bradbury J. F. Nitrogen fixation by bacteria from the hindgut of termites // J. Gen. Microbiol. 1976. Vol. 95. P. 202-206.
• Froehlich J., Sass H., Babenzein H.D., Kuhnigk T., Varma A., Saxena S., Nalepa C., Pfeiffer P., Konig H. Isolation of Desulfovibrio intestinalis sp. nov. from the hindgut’ of the lower termite Mastotermes darwiniensis ИCan. J. Microbiol. 1999. .Vol.2. P. 145-152.
• Ghilarov M.S. Termites of the USSR, their distribution and importance // Termites in the humid tropics. New Delhi Symposium. UNESCO. Paris. 1962. P. 131-135.
• Harris W.V. Termites as pests of crops and trees. London. 1969.
• Hartwig E.K. The nest and control of Odontotermes latericus // S. Afr. J. ag- ric. Sci. 1966. Vol. 9. P. 407-418.
• Hespell R. B., Smith C. J. Utilization of nitrogen sources by gastrointestinal tract bacteria I I In D. J. Hentges (ed.), Human intestinal microflora in health and disease. Academic Press, New York. 1983. p. 167-187.
• Hesse P.R. A chemical and physical study of the soils of termite mounds in East Africa // J. Ecol. 1955. Vol. 43. P. 449-461.


Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.



Подобные работы


©2025 Cервис помощи студентам в выполнении работ
.