Биология и экология бактерий, образующих магнитоупорядоченные соединения железа

• Автор: Филина, Наталия Юрьевна
• Шифр специальности: 03.00.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 155 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Литературный обзор
1.1. Круговорот железа в природе
1.1.1. Биохимические процессы превращения железа
на уровне клетки
1.1.2. Биогеохимический цикл железа
1.2. Биоминерализация соединений железа
1.2.1. Образование бактериями немагнитных
соединений железа
1.2.2. Образование бактериями магнитоупорядоченных соединений железа
1.2.3. Магнитотаксические бактерии
1.2.3.1. Систематика магнитотаксических бактерий
1.2.3.2. Современное представление о магнитотаксисе
1.2.3.3. Экология магнитотаксических бактерий
1.3. Изучение состояния внутри- и внеклеточного железа
у бактерий
1.3.1. Мессбауэровская спектроскопия (ядерная гамма-резонансная спектроскопия)
1.3.2. Определение магнитных свойств бактерий
1.4. Связь магнитных характеристик бактерий е их свойствами
Заключение
2. Объекты и методы исследования
2.1. Отбор природного материала и приготовление накопительных культур
2.2. Среды и условия культивирования микроорганизмов
2.3. Количественный учет микроорганизмов
2.4. Химические методы исследования
2.4.1. Определение внутриклеточного pH
2.4.2. Количественное определение растворенного органического вещества (РОВ) с бихроматом калия
2.5. Инструментальные методы исследования бактерий
2.5.1. Измерение магнитных параметров и 1нас) бактерий
2.5.2. Интерпретация мессбауэровских спектров
2.5.3. Изучение структуры микробных сообществ методом хромато-масс-спектрометрии
2.5.4. Атомно-адсорбционная спектроскопия
2.5.5. Электронная микроскопия
2.5.6. Газовая хроматография
3. Результаты и обсуждение
3.1. Общая характеристика накопительных культур
3.1.1. Физико-химические параметры
3.1.2. Микробиологическая характеристика илов накопительных культур
3.1.2.1. Анаэробные физиологические группы бактерий
3.1.2.2. Видовое разнообразие иловых микробиоценозов
3.2. Выделение чистой культуры бактерий, образующей магнитоупорядоченные соединения железа
3.2.1. Метод "разделительной" системы
3.2.2. Выделение и характеристика Лдшхрггг'Яшв яр
3.2.3. Биоминерализация магнитоупорядоченных соединений
в культуре Адиаярігіїїит $р
3.2.3.1. Зависимость магнитных параметров Ациаяртїїит яр.
от источника железа в среде
3.2.3.2. Зависимость магнитных параметров АдтярігШит яр.
от pH среды
3.2.3.3. Интерпретация мессбауэровских спектров АдиаяртИит яр
3.3. Биоминерализация магнитоупорядоченных соединений железа
в накопительных культурах
3.3.1. Зависимость магнитных параметров микробиоценозов
от pH среды
3.3.2. Анаэробная биоминерализация магнитоупорядоченных соединений железа
3.3.2.1. Зависимость магнитных параметров микробиоценозов
от источника углерода в среде
3.3.2.2. Образование магнитоупорядоченных соединений железа при участии анаэробных бактерий
3.4. Синтрофные взаимоотношения в микробиоценозах, образующих магнитоупорядоченные соединения железа
3.4.1. Разложение целлюлозы в накопительных культурах
3.4.2. Схема сннтрофных взаимоотношений в ценозе бактерий, образующих магнитоупорядоченные соединения железа
Выводы
Литература
Приложения

В табл.1.2 представлена краткая информация о морфологическом разнообразии МБ, описанных на уровне накопительных культур. Указанные микроорганизмы содержат кристаллы магнетита, отличные по морфологии и расположению в клетке.
Таблица 1.2.
Морфология клеток магнитотаксических бактерий и внутриклеточных кристаллов магнетита [Mann et al., 1990а]
Морфология МБ Размеры клеток, мкм Число и расположение кристаллов магнетита Морфология кристаллов Размер кристаллов, нм
палочки 1,97x0,87 9, одна цепь прямоугольная 100x60
кокки 2,10 8, две цени прямоугольная 100x60
спириллы 3,50x0,30 20, две цепи кубическая 60x60
кокки 1,10 20, несколько цепей прямоугольная 100x60
кокки 3,30x2,50 30, беспорядочно кубооктаэдрическая
кокки 1,30 20, четыре цепи прямоугольная 90x60
кокки 2,10 16, две цепи прямоугольная 130x80
кокки 1,50 12, две цепи прямоугольная 100x70
кокки 3,50 30, беспорядочно кубооктаэдрическая
кокки 1,10 5, одна цепь кубическая 90x90
палочки 2,41x0,73 12, одна цепь прямоугольная 50x40
кокки 1,08 10, две цепи прямоугольная 110x80
кокки 2,00x1,50 9, од на цепь прямоугольная 90x60
вибрионы 2,35x0,64 14, од на цепь кубическая 60x60
кокки 3x2 30, три двойные цепи пулеобразная 98x38
Общим для вышеописанных штаммов МБ является образование магнитного оксида железа - минерала магнетита. Кроме того, некоторые МБ, выделенные из сульфидных морских или солоноватых осадков, содержат частицы сульфида железа [Farina et at,1990), включая ферромагнитный минерал грей-гит (Fe3S4) [Mann et al.,1990b; Bazyünski et al.,1990; Heywood et al.,1990] и немагнитный - пирит (FeS2) [Mann et al.,1990b; Bazylinski et al.,1990). Бактерии, содержащие включения минералов Fe-S типа, в чистой культуре неизвестны. Описанные формы представляют собой многоклеточные формы, состоящие из 7-20 отдельных прокариотных клеток. Агрегаты подвижны за счет многочисленных жгутиков.