Консервация и гарантированное сохранение родококков EX SITV

• Автор: Каменских, Татьяна Никодимовна
• Шифр специальности: 03.00.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 158 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Обзор литературы
Глава 1. ЭКОЛОГО-ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА БАКТЕРИЙ РОДА RHODOCOCCUS
1.1. Распространение в природе
1.2. Приуроченность отдельных видов родококков к определенным условиям существования и пищевым
субстратам
Глава 2. АДАПТИВНЫЕ МЕХАНИЗМЫ ЗАЩИТЫ КАК СПОСОБ ВЫЖИВАНИЯ РОДОКОККОВ IN SITU
2.1. Механизмы адаптации родококков к различным экологическим условиям
2.1.1. Клеточная стенка
2.1.2. Синтез протекторных и запасных соединений
2.1.3. Плеоморфизм. Цикл развития
2.1.4. Олиго- и диауксотрофность
2.1.5. Естественная колониально-морфологическая изменчивость
2.1.6. Адгезия и колонизация поверхности
2.2. Экологическая стратегия
Глава 3. КОНСЕРВАЦИЯ И ДЛИТЕЛЬНОЕ ХРАНЕНИЕ БАКТЕРИАЛЬНЫХ КУЛЬТУР EX SITU
3.1. Современные представления об анабиозе микроорганизмов
3.2. Общая характеристика и особенности приемов хранения коллекционных культур
3.3. Практический опыт хранения родококков в мировых и отечественных коллекциях чистых культур
Экспериментальная часть
Глава 4. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
4.1. Рабочая коллекция
4.2. Условия культивирования
4.3. Консервация чистых культур
4.4. Контроль чистоты и жизнеспособности
4.5. Проверка сохранения исходных физиолого-биохимических

свойств
4.6. Определение клеточного жирно-кислотного профиля
4.7. Исследование интенсивности эндогенного дыхания
4.8. Статистическая обработка экспериментальных данных
Глава 5. СРАВНИТЕЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ ХРАНЕНИЯ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИХ ВЫЖИВАЕМОСТЬ И СТАБИЛЬНОСТЬ ИСХОДНЫХ СВОЙСТВ RHODOCOCCUS SPP
5.1. Испытание традиционных методов краткосрочного
хранения бактериальных культур
5.1.1. Высушивание с иммобилизацией на твердых
носителях
5.1.2. Применение “голодных” сред
5.1.3. Хранение под вазелиновым маслом
5.2. Низкотемпературное замораживание
5.3. Лиофилизация как основной метод длительного поддержания коллекционного фонда чистых культур
5.3.1. Влияние условий лиофилизации и последующего хранения на жизнеспособность. Перспективы долгосрочной консервации
5.3.2. Изучение стабильности исходных свойств лиофилизированных культур
Глава 6. ПОИСК СПЕЦИФИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ КОНСЕРВАЦИИ АЛКАНОТРОФНЫХ РОДОКОККОВ
6.1. Влияние среды предварительного культивирования на устойчивость родококков к естественному высушиванию
6.2. Криоконсервация алканотрофных родококков
6.3. Сравнительное изучение выживаемости лиофилизированных родококков в зависимости от условий предварительного выращивания
6.4. Обобщение информации о методах консервации и
хранения коллекционных культур
ОБСУЖДЕНИЕ
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы. В преддверие XXI столетия, когда экологические проблемы приобретают все более угрожающий характер, в центре внимания мировой науки и национальных правительственных органов становится разработка Всемирной стратегии защиты и сохранения разнообразия жизни на Земле на уровне генов, видов, экосистем (Ившина, 1992). Как обозначено в Международной программе “Diversitas”, особое внимание должно быть уделено «группам микроорганизмов, имеющим функциональное значение для биосферы и экосистем», а также «созданию специализированных региональных центров и информационных сетевых сообщений» (Haksworth, Aguirre-Hudson, 1994). Поэтому не случайно, все больший удельный вес приобретают коллекции живых культур, как «механизм, гарантирующий сохранение микробного разнообразия ex situ и делающий микроорганизмы доступными для использования и изучения человеком» (Microbial Diversity
В результате многолетней исследовательской работы в Институте
экологии и генетики микроорганизмов Уральского отделения РАН (ИЭГМ

УрО РАН) создана первая на Урале профилированная коллекция микробных ресурсов, специализирующаяся на поддержании и изучении практически ценных для биотехнологии и охраны окружающей среды культур (Ившина, 1992; Ivshina, 1996, 1997). Большую часть коллекции составляют нокардио-формные эубактерии, объединенные в род Rhodococcus (Zopf 1891) Good-fellow and Alderson 1977 сем. Nocardiaceae Castellani and Chalmers 1919 nop. Actinomycetales Buchanan 1917, выделенные из контрастных экологогеографических зон, характеризующиеся высокой устойчивостью к экстремальным условиям и обладающие значительным биохимическим потенциа-

лом. Основная биологическая функция родококков - окисление природных и антропогенных газообразных (С3-С4), жидких //-алканов и ароматических

уменьшение размеров клеток за счет фрагментации, уплотняется клеточная оболочка. При этом образуются мелкие, с толстой липофильной стенкой клетки, обладающие низким уровнем эндогенного дыхания в сочетании с внутриклеточным резервом липидов и углеводородов. Такая клетка напоминает покоящуюся форму и способна выжить по исчерпанию ресурсов длительное время (Goodfellow, 1983). Своеобразие цистоподобной формы покоящегося состояния клеток родококков - отражение специфической для актиномицетов филогенетической ветви экзоспорообразования, которая, возможно, является результатом ускоренной эволюции и значительно менее сложным процессом, чем образование эндоспор. Однако/подобная форма покоящегося состояния имеет свой биологический смысл, так как обладает лабильностью - более быстрым включением в активное состояние при появлении субстрата в отличие от эндоспоры (Калакуцкий, Агре 1977; Бекер, 1987).
Алкано- и олиготрофный образ жизни, широкая норма реакции в сочетании с толерантностью к экстремальным абиотическим факторам, способность к синтезу и аккумуляции большого количества эндогенных резервных веществ в качестве запасного источника энергии, разнообразный «репертуар» поведения в зависимости от параметров занимаемых шйи экологических ниш и флуктуаций окружающей среды - все это обеспечивает повсеместное распространение родококков, способных формировать устойчивые локальные популяции относительно высокой плотности (Ившина, 1997).
Таким образом, анализ литературных данных свидетельствует о высокой эффективности природных механизмов сохранения жизнеспособности родококков in situ. Очевидно, следует непременно учитывать сведения об этих процессах и, разрабатывая экспериментальные подходы к обратимому погружению микробных клеток в состояние анабиоза, добиваться эффективной лабораторной консервации.