Эколого-биологические характеристики бактерий низкотемпературных пещер Сибири, Дальнего Востока и Западного Кавказа

• Автор: Овсянкина, Софья Владимировна
• Шифр специальности: 03.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 195 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава 1. Психрофильные микроорганизмы как компонент биосферы

1.1 Биологические особенности психрофильных и психротолерантных микроорганизмов

1.2 Места обитания психрофильных и психротолерантных микроорганизмов

1.3 Биологическое разнообразие психрофильных и психротолерантных микроорганизмов

1.4 Практическое использование психрофильных и психротолерантных микроорганизмов

1.5 Карстовые пещеры как среда обитания психрофильных и психротолерантных микроорганизмов

Глава 2. Объекты и методы исследования

2.1. Карстовые пещеры Средней Сибири

2.2. Карстовые пещеры Западного Кавказа

2.3. Карстовые пещеры Дальнего Востока
2.4. Низкотемпературные источники и водотоки
2.5. Грунтовые воды с высоким содержанием органического вещества
2.6. Методы исследования
Глава 3. Биологические особенности и таксономический состав бактерий, выделенных из пещер и низкотемпературных водных источников
Глава 4. Потенциал бактериальных сообществ Дальнего Востока и Кавказа в качестве источника штаммов для сельскохозяйственной биотехнологии
Глава 5. Изоляты, выделенные из низкотемпературных грунтовых вод, загрязнённых нефтепродуктами

Выводы
Практические рекомендации
Библиографический список

ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время в мире наблюдается растущий интерес к использованию психрофильных и психротолерантных микроорганизмов в биотехнологии (Margesin, Schinner, 1994; Russell, 1998; Gerday et al, 2000; Lettinga et al., 2001; Margesin et al., 2003; Liu et al, 2011). Показано, что психрофильные и психротолерантные микроорганизмы представляют интерес с точки зрения защиты растений (Subramanian et al, 2011), биоремедиации в условиях низких температур (Gratia et al, 2009), поиска низкотемпературных ферментов (Gerday et al, 2000; Siddiqui and Cavicchioli, 2006; Feller, 2013).
До сих пор основными источниками психрофильных и психротолерантных изолятов остаются Антарктика и Арктика (Kotsyurbenko, 2005; Кочкина и др, 2007; Wang et al., 2009; Ganzert et al., 2011), в отдельных случаях - альпийские почвы (Zhang et al., 2010).
Исследования, проведённые в Красноярском государственном аграрном университете, показали, что карстовые пещеры Средней Сибири являются уникальным природным источником психрофильных и психротолерантных бактерий и грибов (Хижняк и др., 1999, 2001, 2003, Нестеренко, 2007; Хижняк, 2009). Показано, что психрофильные и психротолерантные бактерии сибирских пещер представляют большой практический интерес для сельскохозяйственной биотехнологии в качестве безопасного для теплокровных биологического средства защиты растений от болезней при низких температурах начала вегетационного периода (Хижняк и др., 2009; Ланкина, 2010; Илиенц, 2011). Присутствие психрофильных и психротолерантных микроорганизмов отмечено также в пещерах Урала (Кузьмина и др., 2012).
Однако карстовые пещеры, сходные по своим физико-химическим, микроклиматическим и геологическим характеристикам с пещерами Сибири и Урала, широко распространены практически по всей территории бывшего Советского Союза. В этой связи представляется актуальным провести
Пещера Снежная. Открыта и частично исследована в 1971-1972 г., в настоящее время исследование пещеры продолжается. Расположена в одном из отрогов Бзыбского хребта, Западный Кавказ, в толще рифогенных юрских известняков. Административное положение: Абхазия.
Как и пещера Сарма, пещера Снежная относится к субвертикальному типу, и представлена чередой колодцев и гротов, соединённых между собой галереями (рис. 2.6). Является одной из глубочайших пещер мира, спортивная категория сложности — 6. На сегодняшний момент глубина разведанной части составляет 1753 м, протяженность протяженность ходов -24080 м. Имеет три разведанных входа на высотах 1970, 2015 и 2389 метров над уровнем моря.
Режим температуры и влажности, а также характер грунта и отложений соответствуют таковым в пещере Сарма. В отличии от пещеры Сарма, пещера Снежная имеет в привходовой части ярко выраженную зону температурной депрессии с расположенным там крупнейший подземный снежник-ледник Европы - снежно-ледяной конус высотой около 50 м.
Условия для фотосинтеза отсутствуют. До проникновения в пещеру первой экспедиции основная часть пещеры была изолирована от наземных экосистем снежной пробкой на входе, упомянутым ледником и глыбовым завалом.
По данным к.б.н. С.Е Мазиной (МГУ, личное сообщение), уровень антропогенного загрязнения в настоящее время высокий, близкий к катастрофическому, из-за большого числа подземных базовых лагерей. С.Е. Мазина отмечает интенсивное развитие плесневых грибов на отходах антропогенного происхождения в зонах подземных базовых лагерей. По данным С.Е. Мазиной и И.Р. Илиенц (2011), все грибы представлены мезофильными формами, вероятно, проникшими в пещеру из прилегающих почв вслед за спелеоэкспедициями.
Данных о фауне нет.