Гидрогеногенные карбоксидотрофные прокариоты в горячих источниках Камчатки

• Автор: Слепова, Татьяна Вячеславовна
• Шифр специальности: 03.00.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 139 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Глава 1. Разнообразие и распространение гидрогеногенных карбоксидотрофных прокариот

Глава 2. СОдегидрогеназа ключевой фермент окисления СО

2.1. Окисление СО гидрогеногенными карбоксидотрофными прокариотами Глава 3. Трансформация СО в природных местах обитания термофильных прокариот

3.1. Природные места обитания термофильных прокариот

3.2. Источники СО в гидротермах

3.3. Использование СО микроорганизмами, обитающими в горячих источниках Глава 4. Камчатка полигон исследования трансформации СО

термофильными микробными сообществами

Глава 5. Использование термофильных гидрогеногенных карбоксидотрофных прокариот

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Глава 1. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Места отбора проб
1.2. Отбор проб
1.3. Объекты исследований
1.4. Определение концентрации растворенного в источнике СО
1.5. Исследование условий трансформации СО культуральными методами
1.6. Влияние концентрации СО на скорость его анаэробной трансформации микробными сообществами горячих источников
1.7. Оценка потенциальной активности и определение основных продуктов
анаэробной термофильной трансформации СО радиоизотопными методами
1.7.1. Постановка радиоизотопных опытов
1.7.2. Определение радиоактивности продуктов трансформации СО
1.8. Получение и филогенетический анализ первичных накопительных культур анаэробных карбоксидотрофных прокариот
1.9. Культивирование накопительных и чистых культур анаэробных термофильных СОтрофных прокариот
1.9.1. Приготовление сред для термофильных анаэробов
1.9.2. Субстраты и акцепторы роста
1.9.3. Методика приготовления твердых сред
1 Подсчет численности термофильных прокариот в микробных сообществах
горячих источников
1 Выделение чистых культур
1 Исследование морфологии и тонкого строения клеток
. Световая микроскопия
. Трансмиссионная электронная микроскопия
1 Характеристики микробного роста
. Прямой подсчет клеток
. Определение термостабильности спор
. Определение продуктов метаболизма
1 Проверка устойчивости прокариот к антибиотикам
1 Массовое культивирование
1 Геносистематические выводы
. Выделение ДНК
. Полимеразная цепная реакция ПЦР
. Денатурирующий градиентный гельэлектрофорез ДТТЭ
. Секвенированис ПЦРфрагментов
. Филогенетический анализ исследуемых последовательностей
. Определение суммарного содержания гуанина и цитозина в ДНК
. ДНКДНК гибридизация
Глава 2. РЕЗУЛЬТАТЫ
2.1. Определение концентрации растворенного в источнике СО
2.2. Трансформация СО термофильными анаэробными микробными сообществами горячих источников
2.2.1. Исследование физикохимических параметров горячих источников,
в которых присутствуют СОтрофные прокариоты
2.2.2. Влияние концентрации СО на скорость его анаэробной
трансформации микробными сообществами горячих источников
2.2.3. Исследование трансформации СО радиоизотопными методами
2.3. Определение численности анаэробных термофильных карбоксидотрофных прокариот в микробных сообществах горячих источников
2.4. Филогенетический анализ микробных популяций первичных
карбоксидотрофных накопительных культур методом ПЦРДГГЭ
2.5. Выделение и описание новых анаэробных термофильных
гидрогеногенных карбоксидотрофных прокариот
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Предполагается, что древние автотрофы использовали в качестве доноров электронов, в основном, СО и Иг , . Если такой сценарий верен, то использование прокариотами оксида углерода является одним из древнейших метаболических процессов, сохранившихся до наших дней , , . Поэтому исследование группы термофильных СОтрофных прокариот, а также процесса анаэробной трансформации СО микробными сообществами горячих источников представляется очень актуальным. Целью работы было исследование микробной трансформации СО на примере микробных сообществ горячих источников Камчатки и характеристика разнообразия участвующих в ней термофильных гидрогеногенных карбоксидотрофных прокариот. Впервые с помощью радиоизотопного и хроматографического методов показана высокая активность микробной СО трансформации в термальных местообитаниях. Определены основные продукты микробной трансформации СО. Для количественного разделения продуктов трансформации СО чистыми культурами карбоксидотрофных термофилов и термофильными микробными сообществами разработан радиоизотопный метод. Выделены, частично или полностью охарактеризованы новые термофильные анаэробные гидрогеногенные карбоксидотрофныс прокариоты. Показано широкое распространение представителей . Камчатки. Полученные результаты расширяют филогенетические и фенотипические границы группы термофильных анаэробных гидрогеногенных карбоксидотрофных прокариот. Создана коллекция новых термофильных гидрогеногенных карбоксидотрофных прокариот, которая может быть использована в водородной энергетике, очистке сточных вод, а также как потенциальный источник термостабильных ферментов. Материалы диссертации были представлены на международных конференциях xi , i , iivi, i ii i , 1 , Ii i ii , xi , i , Ii i vi ii и Всероссийской молодежной школеконференции Актуальные аспекты современной микробиологии . Материалы диссертации содержатся в печатных работах 3 экспериментальных статьях и 8 тезисах конференций. Основная работа выполнялась в лаборатории гипертсрмофильных микробных сообществ Института микробиологии им. С.Н. Виноградского РАН ИНМИ РАН. Радиоизотопные исследования проводились в лаборатории микробиологии и биогеохимии водоемов ИНМИ РАН. Секвснированис последовательностей 8 рДНК чистых и накопительных культур выполтгялось в Центре Биоинженерии РАН. Электронную микроскопию чистых культур выполняли в ИНМИ РАН и МГУ имени М. В. Ломоносова. Работа выполнена при поддержке программам Президиума РАН Молекулярная и клеточная биология, Физикохимическая биология и Происхождение и эволюция биосферы, фантов РФФИ 2, 1, 8, 5, 4, ФЦНТП Исследование и разработка приоритетных направлений развития науки и техники. Автор выражает глубокую признательность научному руководителю к. Т.Г. Соколовой за постоянное внимание и большую помощь в работе и обсуждении результатов. Автор приносит искреннюю благодарность сотрудникам лаборатории гипертермофильных микробных сообществ к. Г.Б. Слободкиной, к. Черных, к. Переваловой, к. С.Н. Гаврилову, к. И.В. Кубланову за помощь и участие в работе, а также всем сотрудникам и аспирантам лаборатории за содействие и поддержку. Отдельную благодарность автор выражает зав. Е.А. БончОсмоловской и к. Лебединскому за практическую помощь, постоянное внимание и ценные советы на всех этапах выполнения работы. Н.В, Пименову, к. И.И. Русанову, к. Л.Е. Дулову, к. А.М. Лысенко, . Т.П. Туровой, , к. Кострикиной Институт микробиологии им. С.Н. Т.В. Карпову Г. Камзолкиной О. В. МГУ им. М.В. Ломоносова. Слепова Т. В Русанов И. И., Соколова Т. Г., БончОсмоловская Е. А. и Пименов Н. В. Радиоиозотопное измерение интенсивности трансформации СО анаэробными термофильными прокариотами. Микробиология. V v , , v , v . V., v v x . I. . V v , v . V., v v x ii . IIIi i i. I. . I . Слепова . Колганова Т. В. и Соколова Т. Г. Распространение анаэробных термофильных СОокисляющихНгобразующих микроорганизмов в наземных горячих источниках Долины Гейзеров и Кальдеры Узон, Камчатка, Россия. Молодежная школаконференция Актуальные аспекты современной микробиологии, Ноябрь , Москва, Россия. V i I. V., , v , ii , v x . Ii xi, , i, . V v , v .