Диплом, курсовая, контрольная работа
Помощь в написании студенческих работ

Актиномицеты засоленных почв

Диссертация: Актиномицеты засоленных почв
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Актуальность проблемы. Засоленные почвы — это большая группа почв разного генезиса и свойств, объединенных одним диагностическим признаком — наличием в профиле легкорастворимых солей в количестве, ухудшающим плодородие почв и отрицательно влияющим на рост и развитие большинства растений (Засоленные почвы России, 2006). Эти почвы представляют собой своеобразные природные экосистемы, в которых… Читать ещё >

Содержание

  • Глава 1. Обзор литературы
    • 1. 1. Экология актиномицетов
    • 1. 2. Влияние солевого режима почв на развитие актиномицетов
    • 1. 3. Бактериальное население засоленных почв
    • 1. 4. Галофильные бактерии
    • 1. 5. Механизмы адаптации бактерий к высокому содержанию солей
    • 1. 6. Алкалофильные бактерии
    • 1. 7. Механизм адаптации бактерий к высокому значению рН
    • 1. 8. Алкалофильные актиномицеты: выделение из почвы, таксономическое положение и образование биологически активных веществ
  • Глава 2. Объекты и методы исследования
    • 2. 1. Объекты исследования
    • 2. 2. Методы исследования
  • Глава 3. Результаты исследований
    • 3. 1. Численность и таксономический состав актиномицетных комплексов засоленных почв
    • 3. 2. Диапазоны значений концентраций соли и значений рН, пригодных для роста стрептомицетов, выделенных из засоленных почв
    • 3. 3. Динамики численности и биомассы актиномицетов в ходе сукцессии, инициированной увлажнением засоленной почвы
    • 3. 4. Наблюдение за морфологической дифференцировкой мицелия галоалкалофильного стрептомицета
  • Обсуждение
  • Выводы

Актиномицеты засоленных почв (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Актуальность проблемы. Засоленные почвы — это большая группа почв разного генезиса и свойств, объединенных одним диагностическим признаком — наличием в профиле легкорастворимых солей в количестве, ухудшающим плодородие почв и отрицательно влияющим на рост и развитие большинства растений (Засоленные почвы России, 2006). Эти почвы представляют собой своеобразные природные экосистемы, в которых высокие концентрации солей и недостаток влаги создают экстремальные условия для существования живых организмов, здесь формируются специфические микробные сообщества.

В микробиологических исследованиях засоленных почв большое внимание уделялось галофильным, осмотолерантным и алкалотолерантным микроорганизмам. Подробно исследованы разнообразие и функциональные проявления галоалкалофильных и галоалкалотолерантных прокариот (Заварзин и др., 1999). Среди сведений о бактериальном населении засоленных местообитаний находим лишь единичные сведения о мицелиальных бактериях (Калакуцкий, Агре, 1977; Gochnauer et al., 1975; The Prokaryotes, 1991).

Среди актиномицетов обнаружены галофильные формы: Saccharopolyspora halophila (Gochnauuer et al., 1975), Actinopolyspora, Nocardiopsis (AL-Tia and Ruan, 2001), Prauserella halophila и P. alba (Li et al., 2003), способные расти на средах, содержащих 10−20% или даже 15−25% NaCl.

Для засоленных почв нередко характерны высокие значения рН,.

2+особенно, если засоление обусловлено содержанием в почве ионов Na, Са и л.

СОз *. Поэтому в этих почвах можно ожидать развитие не только галофильных, но и алкалофильных микроорганизмов, в том числе и актиномицетов (Звягинцев, Зенова, 2001).

Целью работы, является экологическая характеристика комплекса актиномицетов в засоленных почвах для расширения представлений о разнообразии микробного мира и выявления культур актиномицетов, перспективных в отношении биотехнологии.

Задачи исследования.

1) Разработка и подбор методических приемов для учета и выделения актиномицеов из засоленных почв.

2) Сравнительная характеристика актиномицетных комплексов различных засоленных почв.

3) Оценка радиальной скорости роста галофильных, алкалофильных и галоалкалофильных актиномицетов при различных концентрациях NaCl и значениях рН среды для построения кривых толерантности культур в отношении содержания соли и рН среды.

4) Исследование динамики численности и биомассы актиномицетов в ходе сукцессии, инициированной увлажнением засоленной почвы.

5) Изучение особенностей дифференцировки мицелия галоалкалофильных актиномицетов на средах с различными концентрациями солей и значениями рН.

Научная новизна. Впервые установлены закономерности распространения и таксономическая структура комплексов галофильных, алкалофильных и галоалкалофильных актиномицетов в широком ряду засоленных почв. Установлено, что разнообразие актиномицетного комплекса засоленных почв ограничено присутствием родов Streptomyces и Micromonospora. Установлен диапазон значений концентрации соли (NaCl) и рН среды, пригодных для роста актиномицетов засоленных почв. Выявлены особенности развития мицелия галоалкалофильного стрептомицета на средах с различными значениями рН (7 и 9) и концентрациями солей (0,02% и 5%). Показано увеличение количества выделяемых из засоленных почв актиномицетов при использовании сред с повышенными концентрациями солей и высокими значениями рН. Впервые в засоленных почвах установлено развитие актиномицетного мицелия, длина которого достигает до 140 м/г почвы.

Практическая значимость. Выявлены экологические ниши алкалофильных, галофильных и галоалкалофильных актиномицетов, что важно для расширения наших представлений о биоразнообразии микробного комплекса почв.

Знание об особенностях распространения и жизнедеятельности галофильных, алкалофильных и галоалкалофильных актиномицетов могут представлять существенный интерес для биотехнологии и сельскохозяйственной микробиологии.

Сведения, полученные в диссертационной работе, используются в лекциях по курсу «Биология почв» для студентов факультета почвоведения МГУ имени М. В. Ломоносова.

Апробация работы. Основные положения работы доложены на заседании Московского общества естествоиспытателей природы (Москва, 2005), на X и XI Международных конференциях студентов и аспирантов по фундаментальным наукам «Ломоносов 2003» (Москва, 2003) и «Ломоносов 2005» (Москва, 2005), на конференции «Биотехнология, экология, охрана окружающей среды» (Москва, 2005), на школе-конференции «Актуальные аспекты современной микробиологии» (Москва, 2005), на Международной научной конференции «Экология и биология почв» (Ростов-на-Дону, 2005), на Международной научной конференции «Экология и биология почв: проблемы диагностики и индикации» (Ростов-на-Дону, 2006), на заседании кафедры биологии почв факультета почвоведения МГУ имени М. В. Ломоносова.

Публикации. Материалы проведенных исследований изложены в 9 печатных работах, в том числе в 3 статьях в реферируемых журналах.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения,.

Выводы.

1. Разработаны и подобраны методические приемы для выделения стрептомицетов из засоленных почв, позволяющие увеличить количество изолируемых актиномицетов в 2−10 раз и состоящие в использовании среды с концентрациями солей и значениями рН, соответствующими экологическим условиям местообитания.

2. Установлено, что численность стрептомицетов в засоленных почвах составляет от сотен до тысяч и десятков тысяч КОЕ/г в зависимости от типа почвы и горизонта, что 1−3 порядка меньше, чем в почвах основных типов.

3. Впервые показано увеличение количества выделяемых из засоленных почв стрептомицетов при использовании среды выделения с повышенными концентрациями солей и высокими значениями рН. Выявлено присутствие в засоленных почвах умеренных, слабых галофильных и негалофильных, нейтрофильных, алкалофильных и галоалкалофильных стрептомицетов.

4. Разнообразие актиномицетного комплекса засоленных почв ограниченно присутствием родов Streptomyces и Micromonospora, причем численность стрептомицетов увеличивается с увеличением концентрации соли в среде выделения до 5%, а количество микромоноспор — уменьшается.

5. Установлено, что видовой состав стрептомицетного комплекса засоленных почв ограничен видами, принадлежащими секции Cinereus сериям Chromogenes и Achromogenes, секциям Roseus, Irnperfectus. Доминируют виды, принадлежащие к секции Cinereus серии Chromogenes.

6. Впервые с помощью метода люминесцентной микроскопии установлен рост актиномицетов в засоленных почвах, выявлено присутствие мицелия, длина которого достигает до 140 м/г почвы.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Н. С. Систематика термофильных актиномицетов. Пущино, 1986. 130с.
  2. И. П. Зенова. Г. М. Биология почв. М.: Изд-во МГУ 1989. 336с.
  3. Г. Ф., Преображенская Т. П., Свешникова М. А., Терехова JI. П., Максимова Т. С. Определитель актиномицетов. М.: Наука. 1983. 245с.
  4. A.M. Популяционная экология. М.: Изд-во МГУ. 1987.319с.
  5. М. В., Минеева J1. А., Микробиология. М.: Изд-во МГУ. 1992. 461с.
  6. П. Структура сообществ и экологические ниши. М.: «Мир». 1988. 184с.
  7. Т. Г. Структура бактериальных сообществ почв. М.: «Академкнига». 2002. 281с.
  8. Д. Почвы Монголии (генезис, систематика, география, ресурсы, использование). Автореф. дисс.д.б.н. Москва. МГУ 1992. 340с.
  9. Жизнь микробов в экстремальных условиях. Под ред. Д. Кашнера М.: Изд-во Мир. 1981. 519с.
  10. Г. А. Лекции по природоведческой микробиологии. М.: Наука. 2003. 84−86с.
  11. . Г. А., Жилина Т. Н., Кевбрин В. В. Алкалофильное мткробное сообщество и его функциональное разнообразие// Микробиология, 1999, Т. 68. С.579 599.
  12. Д.Г., Зенова Г. М. Экология актиномицетов. М.: ГЕОС, 2001.257с.
  13. Д.Г., Зенова Г. М., Судницин И. И., Дорошенко Е. А. Способность почвенных актиномицетов развиваться при экстремально низкой влажности // ДАН. 2005. Т.405. № 5 С. 702 704.
  14. Д.Г. Почва и микроорганизмы М.: Издательство московского университета. 1987. 255с.17.3вягинцева И. С. Галобактерии // Успехи микробиологии. 1989. В.23.С. 112−137.
  15. Г. М. Почвенные актиномицеты. М.: Изд-во МГУ. 1992. 78с.
  16. Г. М. Актиномицеты в наземных экосистемах. Автореферат докт. дис. М.: МГУ. 1998. 56 с.
  17. Г. М. Почвенные актиномицеты редких родов. М.: Изд-во МГУ. 2000.81с.
  18. Г. М. Закалюкина. Ю. В. Звягинцев. Д. Г. Ацидотолерантные актиномицеты в почвах.// Почвоведение. 2000. № 9. С 1114—1116.
  19. Г. М., Калакуцкая А. Н. Характеристика водорослевого и бактериального комплекса альго-бактериальных ценозов навыходах карбонатных пород. // Микробиология, 1993. Т.62 B. l С.156−162 .
  20. Г. М., Михайлова Н. В., Звягинцев Д. Г. Диагностикапопуляций олигоспоровых актиномицетов в черноземе.// Микробиология. 2000. № 1. С. 127−131.
  21. JI.B., Агре Н. С. Развитие актиномицетов. М.: Наука. 1977. 287с.
  22. JI.B. Зенова Г. М. Экология актиномицетов.// Успехи микробиологии. 1984. В.19. С 203−223.
  23. . В.А. Происхождение и режим засоленных почв. М.: Изд-во АН СССР. Т 1. 1982.403 с.
  24. . В. А. Солончаки и солонцы. М. Изд. АН СССР. 1973. 368с.
  25. . В. А. Розанов. Б. Г. Почвоведение. М.: Т.2 1988. 368 с.
  26. П. А. Микробные популяции в природе. М.: Изд-во МГУ, 1989. 173с.
  27. Н. А. Лучистые грибки и родственные им организмы. М.: Изд-во АН. 1938.56с.
  28. Н.А. Лучистые грибки. М.: Наука. 1970. 328с.
  29. А.Н. Грибы рода Botrytis micheli. Автореф. Дисс. д.б.н. М.: МГУ. 2000. 38с.
  30. . А. А. Михайлова Н. В. Зенова. Г. М. Методы выявления в почвах актиномицетов редких родов // Вестник МГУ. Сер 17 почвоведение. 1998. № 1. С. 44−48.
  31. Л.В., Трошин Д. В., Чернов И. Ю. Бактериальные сообщества солончаков // Микробиология. 1994. В. 4. С. 721−729.
  32. Методы почвенной микробиологии и биохимии. М.: Изд-во МГУ, 1991. 303с.
  33. Н.В. Захарова. О. С. Зенова. Г. М. Олигоспоровые актиномицеты в почвах разных типов. Докл. РАСХН.1998. № 6. С 13−16.
  34. Н. А. Почвы Забайкалья. М.: Наука, 1964.204−207с.
  35. Определитель бактерий Берджи. Под ред. Дж. Хоулта, М. Крига, П. Смита, Дж. Стейли и С. Уилльямса. М. Изд-во Мир, Т. 2 1997. 356 с.
  36. Л.М. Микробная сукцессия в почве. Автореферат диссертации доктора биологических наук. М.: МГУ. 1996. 96с.
  37. Т. П. Лаврова Н. В. Ухолина Э. С. Нечаева Н. П. Выделение новых видов рода Actinomadura на селективных средах со стрептомицином и бруниомицином//Антибиотики. 1975. Т. 20. С 404−409.
  38. Т.П., Агре Н. С., Калакуцкий Л. В. Новые формы актиномицетов // Успехи микробиологии. 1978 № 13 С. 432 440.
  39. В.В., Оборотов Г. В., Зенова Г. М., Звягинцев Д. Г. Почвенные алкалофильные актиномицеты // Микробиология 2005. Т. 74. № 6. С. 838 844.
  40. Современная микробиология. Прокариоты. Т.2 / отв. редакторы Й. Ленглер., Г. Дрефе., Г. Шлегель. М.: Мир. 2005. 496с.
  41. А.С. Экологические ниши почвенных актиномицетов. Дис.к.б.н. М.: МГУ. 2003. 126с.
  42. Л. П, Таксономия актиномицетов и поиск продуцентов антибиотиков. Автореф. Дисс. докт.биол.наук. МЛ 992. 45с.
  43. Ю. А., Доронина Н. А., Ли Ц.Д., Решетников А. С. Умеренные галоалкалофильные аэробные метилобактерии // Микробиология. 2007. Т. 76., № 3. С. 293.
  44. . Г. Общая микробиология. М.: Мир. 1987. 566 с.
  45. Л.Л., Пашкова Е. И., Засоленные почвы России. М.: ИКЦ. «Академкнига». 2006. 254с.
  46. Al-Tai A.M., Ruan J.S. chemotaxonomy of halophilic actinomycetes // Feb. 2001. № 1. P.23 30
  47. Aoki H., Sakai H., Kohsaka M., Konomi T, a new monociclic b-laktam antibiotic. I. Discoveri, isolation and characterization. J. Antibiotics. 1979. 29. P.426−500.
  48. . M. В., G. G. Leppard, P. Komaratat, Kates, T. Novitski et D. J. Kushner Isolation and characterization of Actinopolispora halophila, gen.et.sp. nov., an extremely halophilic actinomycete// Journal of Microbilogical. 1975. 21. P. 1500−1511.
  49. Goodfellow M., Williams S.T. Ecology of actinomycetes // Ann. Rev. Microbiol. 1983. V. 37. P. 189−216.
  50. Horikoshi K., Akiba T. Alkalophilic microorganisms. A new micro-bial world. Japan Scientific Frees. Tokyo. Japan. 1982. P 213.
  51. Jadd Lez. G. S. Goodfeellow. M. Isolation and characterisation of al-kalophilic actinomycetes.//Actinomycetes. 1990. 1(2). P 60.
  52. Korn-Wendish F., Kutzner H.J. The family of Streptomycetaceae.// The Prokaryotes. N.-Y. 1991. P 932−948.
  53. Lehman, R.M., Colwell F.S., Ringelberg D.B., White D.C. Combined microbial community-level analyses for quality assurance of terrestrial subsurface cores // Journal of Microbilogical Methods.1995. 22. P. 263−281.
  54. Li M.G., Li W.Z., Xu P., Cui X.L., Xu L.H., Jiang C.L., Nocardiohsis xinjiagensis sp. nov., a halophilic actinomycete isolated from a saline soil sample in China. Int. J. Syst. Evol.Microbiol. 2003 b. V. 53. P. 317 321.
  55. Li W.J., Zhang Y.G., Zhang Y.Q., Tang S.K., Xu P., Xu L.H., Jang C.L., Streptomyces sodiiphilus s.nov., a novel alkaliphilic actinomycete // Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 2005. V. 55. P. 1329 1333.
  56. Minas W., Bailey J. E., Duetz W. Streptomycetes in microcultures- Growth, production of secondary metabolites, and storage and retrieval in the 96-well format.// 2000, Antonie van Leeuwenhoek, V 78, P. 297−305.
  57. Mikami. Y. Miyashita. K. Arai. T. Alcalophilic aktinomycetes // Aktinomycetes. 1985−1986. 19(3) P 176−191.
  58. Nakanishi Т., Yamamoto T. Action and specificity of a Streptomyces alcalofilic proteinas. Agric. Biol. Chem. 1974. V39. P 2391−2397.
  59. Ohta K. Kiyomiya A. The basis of the alkalophilic properti of a species of Bacillus. J. Gen. Microbiol. 1975. V37. P 259−266.
  60. Taber W. A. Evidence for the existence of acid-sensitive actinomycetes in soil. Can. J. Microbiol. 1960. V6. P 534−514.
  61. Tresner H.D., Hages J.S., Backes E.J., Differential tolerance of streptomycetes to sodium chloride as a taxonomic tool // Microbiol. 1968. V.16. P. 1134- 1136.
  62. The Prokaryotes. A Handbook on the Biology of Bacteria. Ecophysiology, Isolation, Identification, Application / Eds. A. Balows, H.G. Truper, M. Dworkin et al. Springer Verlag. N.Y., Berlin ets. 1991. P. 921 — 1157.
  63. Ventosa A., Nieto J.J., Oren A. Biology of moderately halophilic aerobic bacteria // Microbiol., Mol. Biol. Rev. 1998. V.62. P. 504 544.
  64. Waksman S. A. The actinomyces classification, identification and description of genera and speesies. Vol. 2. The Williams A. Wilkins C. Baltimor 1961.P. 363.
  65. Wang. L. Li-Shend. R. Classificashion of actinomycetes isolated from salin-alkali soil // 9-th Symposium of actinomycetes. M. 1994.
  66. Williams S. T. Davies F. L. Studies on ecology of actinomycetes in soil// Soil Biology and Biochem. 1971. V3. P 187−195.
  67. Sato M., Beppu T. and Arima K. Studies on antibiotics produced at higt alkaline pH // Agric. Biol. Chem. 1983.V.47.P.2019 2027.
  68. Yan F., A.B.McBratney, L.Copeland. Functional substrate biodiversity of cultivated and uncultivated A horizons of vertisols in NW New South Wales.// 2000, Geoderma. 2000. V96. P. 321−343.
  69. Yoshida K. Iguchi A. Murakami M. Aoki H. Japan Patent 151 196. 977. cit Cit. Mikami etal. 1985.
Заполнить форму текущей работой

На отлично!