Анаэробные термоацидофильные микробные сообщества

• Автор: Прокофьева, Мария Игоревна
• Шифр специальности: 03.00.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 161 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
1. ВВЕДЕНИЕ

2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

2.1. Термальные местообитания

2.2. Активность термофильных прокариот в природных местообитаниях

2.3. Термоацидофильные прокариоты

2.3.1. Термоацидофильные археи

2.3.. 1. Облигатноаэробные термоацидофильные археи

2.3.1.2. Термоацидофильные археи, способные к анаэробному росту

2.3.2. Термоацидофильные бактерии

2.4. Метаболизм термоацидофилов

2.4.1. Энергетический метаболизм
2.4.2. Конструктивный метаболизм
2.5. Вирусы термоацидофильных прокариот
2.6. Использование термоацидофильных микроорганизмов
2.7. Заключение
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3.1. Объекты и методы исследования
3.1.1. Отбор проб
3.1.2. Определение активности термоацидофильных прокариот с помощью радиоизотопных методов
3.1.3. Приготовление сред для термоацидофильных анаэробов
3.1.4. Выделение чистых культур
3.1.5. Исследование морфологии и тонкого строения клеток
3.1.6. Характеристики микробного роста
3.1.7. Аналитические методы
3.1.8. Проверка устойчивости микроорганизмов к антибиотикам
3.1.9. Геносистематические методы
3.1 Методы анализа клеточных стенок
3.1 Биохимические методы исследования микроорганизмов
3.2. Результаты
3.2.1. Микробные сообщества в горячих кислых континентальных источниках
3.2.1.1. Определение активности термоацидофильных анаэробных прокариот
с помощью радиоизотопных методов
3.2.1.2. Лабораторные анаэробные термоацидофильные сообщества из континентальных источников
3.1.3. Устойчивые накопительные культуры из континентальных источников
3.2.2. Исследование термоацидофильных сообществ глубоководных гидротерм
3.2.3. Выделение и описание новых представителей умеренно термофильных ацидотолерантых бактерий
3.2.3.1. ТЪегтоапаегоЪас1ег тт аа1оШегат Бр. поу.
3.2.3.2. ТкегтоапаегоЬаМег Бр. штамм 1
3.2.3.3. ТЬегтоапаегоЪаМег Бр. штамм 8
3.2.4. Выделение и описание гипертермофильных ацидофильных архей
3.2.4.1. АасШоЬия асейсш еп. поу., эр.поу.
3.2.4.2. АсиШоЬиз БассИагоуогапэ Бр.поу.
3.2.4.3. УиктпБаеШ тоийитШ ер. поу.
3.2.5. Исследование метаболизма АЫсШоЬт асейст
3.2.6. Бактериофаги в анаэробных термоацидофильных накопительных культурах
4. ОБСУЖДЕНИЕ
5. ВЫВОДЫ
6. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
7. ПРИЛОЖЕНИЕ. Диагнозы новых таксонов термофильных ацидофильных и ацидотолерантных прокариот, выделенных в данной работе
1. ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Выходы хлоридных терм представляют собой конденсаты фумарольных газов с температурой 0С, обычно менее 2. Выходы сульфатных терм большей частью наблюдаются в виде кипящих грязевых котлов и рассеянных восходящих источников с температурой от до 0С, обычно 13, реже менее I или 44. Серная кислота образуется двумя различными путями за счет растворения , идущего с глубины, и биологическим путем. Источником биогенной кислоты служат холодные участки сольфатарных полей, на которых конденсируется влага, и развиваются бактерии, в основном рода iiii, окисляющие серу до серной кислоты. Серную кислоту образуют также и термоацидофильные археи, но их вклад оценивается как гораздо меньший. Кислые кремневокислые гидротермы преобладает i встречаются в Исландии, характеризуются умереннокислыми условиями, высокой минерализацией, водородноуглекислым газовым составом Басков, Суриков, , Заварзин, . Кислые горячие источники содержат специализированную термоацидофильную микрофлору, редко встречающуюся в иных местообитаниях. Зоны, соседствующие с континентальными гидротермами, в которых собственно и происходит образование кислоты мезофильными сероокисляющими бактериями, характеризуются высокой кислотностью и большим диапазоном температур, наличием восстановленных серных элементов и железа. Первичная продукция здесь может быть осуществлена фототрофными ацидофилами, большинство из которых представлено эукариотными микроводорослями. Все они являются истинными ацидофилами, некоторые из них могут расти при около нуля. Кроме мезофильных ацидофилов здесь встречаются и умеренно термофильные ацидофильные бактерии iiii, i, ii, i , . Мелководные гидротермы, расположенные в шельфовой зоне островных дуг, имеют ту же природу, что и континентальные гидротермы и часто образуют единую систему с наземными прибрежными источниками. Преобладающим газом в мелководных гидротермах является, как правило, СО2. В зависимости от топографических особенностей, флюид мелководных гидротерм и гидротерм, находящихся на берегу, происходит преимущественно из метеорных или из морских вод. Разница в температуре, солености, химическом составе флюида источников даже внутри одной гидротермальной системы может быть обусловлена разной степенью смешения горячего, обычно нейтрального, флюида из глубинного резервуара, с просачивающимися холодными кислыми поверхностными водами. В зависимости от температуры и плотности флюида мелководных гидотерм он быстро смешивается с окружающей морской водой или поднимается к поверхности практически в неизмененном виде i, , i . В мелководных гидротермах, расположенных в приливноотливной зоне, изменение физикохимических условий имеет периодический характер, обусловленный приливным циклом. Эта периодичность способствует постоянному поступлению акцепторов электронов, например, элементной серы БончОсмоловская и др. Многие из мелководных гидротерм характеризуются низкими значениями . В мелководных гидротермах обитают и микроорганизмы, характерные для глубоководных гидротерм, и микроорганизмы, встречающиеся в наземных гидротсрмах, но приспособленные к повышенным концентрациям соли, в том числе и термоацидофильиые. Так, из мелководных источников были выделены термоацидофильные микроорганизмы ii, ii, , iiii . V. i, i, . Глубоководные горячие источники связаны с вулканической активностью и располагаются на глубине 0 м и более. Наиболее часто они встречаются в диапазоне 0 м, что соответствует гидростатическому давлению 0 бар, и вода при таких давлениях не кипит, даже будучи разогретой до высоких температур. Флюиды глубоководных гидротерм образуются из океанической воды, которая циркулирует через кору океанского дна с помощью термальной конвекции. Океаническая вода через разломы и пористую породу проникает в реакционную зону, которая находится в непосредственной близости от магматической камеры и отделяется от нее разломным слоем.