ВВЕДЕНИЕ 3
1. Сульфатредуцирующие бактерии: экологическая роль и рост в культурах . 5
1.1 История открытия и изучения сульфатредукции 5
1.2 Филогенетическое разнообразие сульфатредуцирующих бактерий 7
1.3 Рост и физиология сульфатредуцирующих бактерий 9
1.4 Роль сульфатредукторов в круговороте серы 10
2. Материалы и методы 14
2.1 Объекты исследования 14
2.2 Методы культивирования 16
2.2.1 Микробиологический посев 16
2.3 Микроскопирование 22
2.4 Определение числа клеток 22
3. Результаты и обсуждение
3.1 Определение круга доноров углерода и электронов для роста
Thermodesulfovibrio sp. N1
3.2 Определение круга доноров углерода и электронов для роста
Thermodesulfovibrio sp. V2
3.3 Определение оптимальной температуры для роста штаммов
Thermodesulfovibrio
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 23
ВЫВОДЫ 24
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 25
Изучение биоразнообразия микроорганизмов важно не только для понимания биогеохимических циклов, расшифровки функциональных связей в сообществах, но и для пополнения знаний о ресурсах биосферы. Микроорганизмы в течение миллиардов лет были вовлечены в формирование окружающей среды и адаптированы к условиям в различных местообитаниях. Экосистемы с экстремальными факторами, прежде всего сайты с экстремальными значениями температуры и рН, являются источниками для получения микроорганизмов с новыми метаболическими свойствами для целей биотехнологии (Antranikian et al., 2005).
Актуальной задачей при изучении чистых культур и сообществ микроорганизмов является поиск эффективных и экономически выгодных субстратов для роста. Наличие органических веществ - доноров и акцепторов электронов для сульфатредукции - одно из важнейших условий обеспечения жизнедеятельности для большинства сульфатредуцирующих бактерий (СРБ). Многие бактерии используют специфические питательные вещества или имеют особые биохимические потребности для роста (Graber & Breznak., 2005; Tripp et al., 2008). Исследователи указывают на возможность стимуляции активности сульфатредукторов путем внесения определенных органических веществ (Kaksonen et al., 2004).
Ранее в Лаборатории биотехнологии и биоинженерии при кафедре физиологии растений и биотехнологии ТГУ были выделены новые термофильные бактерии из глубоко залегающих водоносных пластов, вскрытых нефтепоисковыми скважинами на глубине более 2 км: Thermodesulfovibrio sp. N1 из воды скважины 1-Р в Верхнекетском районе и Thermodesulfovibrio sp. V2 из воды скважины 5-Р в Колпашевском районе Томской области.
Целью работы было изучение особенностей физиологии двух штаммов Thermodesulfovibrio из подземных водоносных горизонтов._ Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи:
1. Определить круг доноров углерода и электронов, используемых штаммами Thermodesulfovibrio N1 и V2;
2. Определить температурные границы и оптимальную температуру для роста штаммов Thermodesulfovibrio N1 и V2.
Исследование было проведено в лаборатории биотехнологии и биоинженерии кафедры физиологии растений и биотехнологии Томского государственного университета. _ Результаты работы были опубликованы в составе статьи, посвященной физиологической и геномной характеристике Thermodesulfovibrio sp. N1 в журнале Frontiers in Microbiology.
Автор выражает благодарность научному руководителю канд. биол. наук Ю.А. Франк за руководство и зав. кафедрой физиологии растений и биотехнологии Томского государственного университета д-ру биол. наук, профессору О.В. Карначук за возможность выполнять исследования на высоком методологическом уровне. Автор признателен А.П. Лукиной за помощь при проведении экспериментов и предоставленные штаммы.
1. Выявлен круг источников углерода и электронов, используемых штаммами Thermodesulfovibrio N1 и V2. Штаммы используют узкий круг субстратов, ограниченный лактатом, пируватом и (в присутствии ацетата) формиатом и молекулярным водородом, что характерно для рода в целом. Однако V2 также способен к слабому росту с использованием сукцината, бензоата и спиртов.
2. Были определены оптимальные температуры для роста штаммов Thermodesulfovibrio sp. N1 и sp. V2. Температурным оптимумом для T. sp. N1 является 65 °С, для T. sp. N1 - 60 °С. Нижняя граница температуры для роста штамма N1 составляет 45 °С, для роста штамма V2 нижняя граница находится в районе 50 °С. Определена также верхняя граница температуры для роста штамма N1 (74 °С).
