Устойчивость сульфатредуцирующих бактерий к ионом двухвалентной меди

• Автор: Курочкина, Светлана Юрьевна
• Шифр специальности: 03.00.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 108 с.

Содержание

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СУЛЬФАТРЕДУЦИРУЮЩИХ БАКТЕРИЙ.

1.1. Сульфагредукция, как способ получения энергии.

1.2. Экология сульфатредуцирующих бактерий 1

1.3. Биогеохимическая роль сульфатредуцирующих бактерий 1

2. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СУЛЬФАТРЕДУЦИРУЮЩИХ БАКТЕРИЙ В БИОТЕХНОЛОГИЯХ ОЧИСТКИ ОТ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ

2.1. Механизмы осаждения металлов сульфатредуцирующими бактериями.2

2.2. Сульфатредукционное осаждение металлов в ветландах2

2.3. Использование биореакторов в процессах очистки от металлов 2

2.4. Использование чистых культур сульфатредуцирующих бактерий для очистки от металлов2

3. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

3.1. Характеристика объектов исследований 3
3.2. Культивирование сульфатредуцирующих бактерий 3
З.З.Онределение возможных доноров и акцепторов электронов для
сульфатредуцирующих бактерий.3
3.3.1 Определение возможных доноров электронов для роста сульфатредуцирующих бактерий.3
3.3.2. Традиционные акцепторы3
3.3.2. Нерастворимые акцепторы электронов3
3.4. Схема постановки эксперимента но определению устойчивости сульфатредуцирующих бактерий к ионам меди в среде3
3.5. Схема постановки экспериментов но определению влияния малых концентраций двухвалентных катионов металлов на сульфатредукцию .3
3.6. Схема экспериментов но определению кинетических параметров роста сульфа I редуцирующих бактерий.3
3.7. Химический эксперимент по определению эквивалентного количества сероводорода, связываемого ионами двухвалентной меди 4
3.8. Измерение ростовых параметров культур сульфатредуцирующих бактерий.4 О
3.9. Статистическая обработка результатов экспериментов4
4. ВЫДЕЛЕНИЕ СУЛЬФАТРЕДУЦИРУЮЩЕЙ БАКТЕРИИ, УСТОЙЧИВОЙ К ПОВЫШЕННЫМ КОНЦЕНТРАЦИЯМ ДВУХВАЛЕНТНОЙ МЕДИ.
4.1. Выделение накопительной культуры СРВ4
4.2. Выделение чистой культу ры сульфатредуцирующих бактерий 4
4.3 Характеристика штамма 2.4
4.4. Использование vii . 2 нерастворимых акцепторов электронов.5 О
4.5. Механизм использования нерастворимых акцепторов.5
электронов СРВ.5
5. УСТОЙЧИВОСТЬ СУЛЬФАТРЕДУЦИРУЮЩИХ БАКТЕРИЙ К ПОВЫШЕННЫМ КОНЦЕНТРАЦИЯМ ДВУХВАЛЕНТНОЙ МЕДИ
5.1. Влияние ионов Си2 на рост чистых культур СРВ.6
5.2. Кинетика ингибирования роста vii . 2 ионами двухвалентной меди.6
5.3. Образование сероводорода культурой vii . штамм 2 в присутствии ионов меди в среде.6
6. СТИМУЛЯЦИЯ МАЛЫМИ КОНЦЕНТРАЦИЯМИ ДВУХВАЛЕНТНОЙ МЕДИ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


В связи с вышеизложенным целыо исследования явилось изучение устойчивости сульфатредуцирующих бактерий к ионам двухвалентной меди. Изучить характеристики устойчивого штамма, полезные с точки зрения биотехнологического использования. В результате исследований выделен и описан новый вид сульфатредуцирующих бактерий, устойчивый к повышенным концентрациям ионов двухвалентной меди. Рассчитаны кинетические параметры роста устойчивого штамма при разных концентрациях меди в среде. Впервые выявлена стимуляция роста СРВ малыми концентрациями ионов меди. Показана способность сульфатредуцирующих бактерий расти в присутствии нерастворимых соединений серы в качестве единственных акцепторов электронов, впервые предложен механизм такого роста. Показано, что бактериальное образование сероводорода незначительно зависит от концентрации меди в среде. На основании проведенных исследований выделенный нами и поддерживаемый в культуре штамм сульфатредуцирующих бактерий vii . 2 может быть рекомендован для дазьнейших испытаний i i в качестве перспективного агента биотехнологий очистки от тяжелых металлов. Кинетические характеристики изученной культуры могут быть использованы для моделирования процессов биоочистки при разных концентрациях меди в системах. Материалы диссертации были представлены на Всероссийском совещании, посвященном 0легию Томского государственного университета и летию кафедры физиологам и биотехнологии растений Томск, , на Всероссийской конференции Экология и проблемы окружающей среды Красноярск, , на Международном Симпозиуме по Биогидрометаллургии , i, . Результаты диссертационной работы изложены в 2 тезисах и в 3 статьях. Диссимиляторная сульфагредукция процесс получения энергии за счет переноса электронов в электронтранспортной цепи с органических соединений АН2 или водорода на сульфат , i, . По термодинамическим расчетам в процессе сульфатредукции в присутствии водорода синтезируется не более 2 молей АТФ на 1 моль сульфата i, . Энергетически малоэффективный процесс восстановления сульфата до сероводорода не получил широкого распространения среди организмов и осуществляется представителями нескольких эубактериальных родов и одного рода архебакгерий. Среди прокариотов, способных к диссимиляторной сульфатредукции, выделяют 4 группы . I. Г рам отрицательные мезофильные СРБ. Эта группа бактерий относится к дельта подклассу отдела i i. , . Представители этой группы потеряли способность к фотосинтезу, присущую предкам, и перешли на гетеротрофный способ получения энергии. , i, i, , i vx . Недавно описанные рода , i, , i, , , , , i также могут быть отнесены к этому семейству на основе данных анализа последовательностей генов рРНК . II. Данная группа сульфатредуцирующих бактерий представлена классическим родом СРБ . Характерными особенностями этого рода является низкое содержание ГЦ пар в ДНК, а также, формирование термоустойчивых эндоспор. Недавно к этому семейству добавлен новый род был i . III. Термофильные сульфатредуцируюгцие эубактерии. i i . vii ii . Эти два вида по физиологическим свойствам близки vii. Предполают, что термофильные и мезофильные СРБ выполняют одни и те же функции в еоответсвующих местообитаниях. IV. Гермофильные сульфатредуцирующие архебакгерий. Описано два вида сульфатредуцирующих архебакгерий, изолированных из высокотемпературных морских гидротерм i , и . . Для всех этих групп характерно использование сульфата в качестве конечного акцептора электронов в процессе анаэробного дыхания. Перенос электронов с субстрата на сульфат происходит через ряд промежуточных продуктов.