Роль микроорганизмов в формировании сильномагнитных почвенных новообразований

• Автор: Пухов, Денис Эдуардович
• Шифр специальности: 03.00.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Ярославль
• Количество страниц: 182 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. Роль микроорганизмов в трансформации соединений железа в почвах и в биогенезе его магнитных соединений

1.1. Окисление железа

1.2. Восстановление железа

1.3. Образование магнитных соединений железа бактериями

1.4. Состояние железа в почвах

1.4.1. Основные формы соединений железа в почвах

1.4.2. Факторы, определяющие состояние почвенного железа

1.4.3. Повышенный магнетизм гумусовых горизонтов

1.5. Почвенные новообразования как результат деятельности микроорганизмов

1.5.1. Классификация и распространение
1.5.2. Механизм формирования конкреций
1.5.3. Морфология и распределение в почвах лесной зоны
1.5.4. Соединения железа и магнитные свойства почвенных конкреций
1.6. Основные принципы функционирования микробных сообществ почв
1.6.1. Концепция экологотрофических групп
1.6.2. Факторы, определяющие распределение и функционирование почвенных микроорганизмов
1.6.3. Структурнофункциональная микрозональность распределения почвенных микроорганизмов
Заключение к главе
ГЛАВА 2. Объекты и методы исследования
2.1. Описание почвенных разрезов
2.2. Отбор материала
2.3. Среды и условия культивирования микроорганизмов
2.4. Количественный учет микроорганизмов
2.5. Исследование физиологобиохимическнх свойств штаммов микроорганизмов
2.6. Изучение структуры микробных сообществ методом хроматомассспектрометрии
2.7. Химические и физические методы
2.7.1. Определение содержания железа
2.7.2. Определение содержания марганца
2.7.3. Определение содержания органического вещества
2.7.4. Определение и ЕЬ
2.7.5. Магнитные измерения
2.7.6. Мессбауэровская спектроскопия
2.7.7. Рентгеновская дифрактометрия, микроскопирование
ГЛАВА 3. Экологическая и микробиологическая характеристика почв и конкреций
3.1. Магнитоминералогия конкреций
3.2. Физикохимическая обстановка и динамика железа водной почвенной фазы 6
3.3. Морфология сильномагнитных конкреции
3.4. Общая численность и численность сапротрофных бактерий
3.5. Динамика численности некоторых физиологических Групп
Заключение к главе 3
I ЛАВА 4. Образование магнитоупорядоченных соединений
железа микроорганизмами конкреций
4.1. Чистые культуры железоредукторов
4.2. Ценозы микроорганизмов конкреций
Заключение к главе 4
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Это может вести к заключению, что нет свободных энзимов, которые доставляют электроны к частицам оксидов или гидроксидов. Однако, рядом исследователей предполагалось существование специфического фермента феррицитратжелезоредукгазьГ i, . Опытно установлено, что в присутствии ннтратредуктазы желе юредукция уменьшается при добавлении нитратов значительно снижает скорость восстановления также аэрация суспензии. Доказательством существования ферриредуктазы является восстановление I клетками ii, которые не восстанавливают нитраты, и редукция I iмутантами. В мембранных препаратах ii iii Iцитрат восстанавливается с участием НАДН или су к ци нага в качестве донора электронов, процесс ингибируется добавлением ротенона, антимицин А не оказывает влияния на способность к восстановлению железа. В ценозах затопляемых почв цианиды 1мМ ингибируют восстановление грехвалентного железа. Это позволяет предположить, что редукция железа происходит на участке дыхательной цепи до цитохромов Ь, с. Мембранные препараты е лактатдегидрогеназной, гл и церол3фосфат дегидрогеназ ной и нитратредуктазной активностью восстанавливают на средах с лактатом, глицерол3фосфатом или НАДН i, v, . Ферментативная система клеточных экстрактов Vii . III в качестве акцептора вдыхательной цепи не наблюдается прироста биомассы, что свидетельствует о том, что в процессе сброса избыточных восстановительных эквивалентов через респираторную цепь не происходит синтеза АТФ i, . Ингибирующие эффекты различных дыхательных ядов на разные виды железоредукторов, использующих РеП1соединения в качестве акцепторов электронов при анаэробном дыхании i . i. II i, различны. У этих видов редуктазная активность обнаруживается в периплазматических мембранах. Такая локализация терминальной редуктазы предполагает прямой контакт с акцептором электронов . Однако, исследования, проведенные со штаммом , показати, что неадгезированные и адгезированные на аморфном оксиде железа клетки обладают одинаковой скоростью восстановления II. или Рекомплексов. Данному виду свойственно образование на поверхности клеток белков, хелатирующих III v . Клетки . . i декретируют цитохромы стипа, обладающие редуктазной активностью и участвующие в переносе электрона из цитоплазматической мембраны к акцепторному ферменту, локализованному в периплазме. Экскретируемый белок ацетатокисляющего железоредуктора . . С,цитохромам других бактерий, по сравнению с другими гемовыми цитохромами с редуктазной активностью и массой 0 кДа. Да . Восстановление РеП1соединений требует энергии, которая образуется при окислении органического вещества. Следовательно, уровень редукции будет высоким, если присутствует в достаточном количестве легко разлагающиеся органические вещества, которые благоприятствую Наибольшее процентное содержание железоредуцирующего микроценоза часто достигается в горизонтах i, , где присутствуют растительные остатки. Кроме того, некоторые бактерии, способные восстанавливать трехвалентное железо, нуждаются в кислороде для своего роста. В экспериментах с аэробными бактериями рi доступ кислорода может быть остановлен, если достигается высокая плотность клеток, тогда же начинается процесс восстановления железа i. Такие условия, в целом, соответствуют верхним горизонтам гидроморфных почв, где периоды аэрации сменяются периодами затопления. На основании исследований с чистыми культурами и природными сообществами из осадков водоемов, в которых Рс1Пвосстановдение является доминирующим терминальным электронным процессом, показано, что подавляющее количество железа восстанавливается за счет микроорганизмов, которые полностью окисляют ацетат или другой субстраз короткоцепочечные жирные кислоты, до СО2 с в качестве акцептора электронов.