Морфо-физиологические аспекты взаимодействий микроорганизмов в микробных сообществах

• Автор: Рыбальченко, Оксана Владимировна
• Шифр специальности: 03.00.23
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 337 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ стр.

Глава 1. ОСНОВНЫЕ ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Роль электронной микроскопии в проведении морфофизиологических исследований

1.2. Объекты исследования

1.3. Методы исследования

1.3.1. Основные микробиологические методы

1.3.2. Методы определения антагонистической активности

1.3.3. Физические методы

УФ и ИК спектроскопия

метод ориентационной кондуктометрии

1.3.4. Электронномикроскопические методы

метод позитивного окрашивания
модифицированный метод позитивного окрашивания
метод ультратоиких срезов
электронноцитохимический метод выявления полисахаридов
сканирующая электронная микроскопия СЭМ
1.3.5. Методы исследования ультраструктурной организации микробных сообществ, выращенных на плотных питательных средах
модифицированный метод СЭМ колоний
метод позитивного окрашивания отпечатков с колоний
модифицированный метод ультратоиких срезов колоний
1.3.6. Электронномикроскопические методы исследования антагонистических взаимоотношений микроорганизмов, выращенных на плотных питательных средах
1.3.7. Методы исследования биодсструктивных изменений различных материалов и памятников культуры
оценка изменения структуры гранитного щебня
оценка биодсструктивных изменений мрамора
оценка действия биоцида
оценка биодеструкции нефтепродуктов
применение метода позитивного окрашивания для геоэкологической экспертизы
оценка биодсструктивных изменений памятников культуры бумага, пергамен, кожа
1.3.8. Морфометрический метод 5
1.3.9. Статистическая обработка результатов
Глава 2. ГЕТЕРОГЕННОСТЬ МИКРОБНЫХ ПОПУЛЯЦИЙ
2.1. Обзор литературы
понятие микробная популяция
структура микробных популяций
микробная экология и гетерогенность микробных популяций
морфологическая гетерогенность микробных популяций
регуляторные системы бактериальных популяций система глобальной регуляции
2.2. Результаты исследований
2.2.1. Основные морфологические типы клеток
2.2.2. Морфологическая гетерогенность микробных популяций при различных воздействиях повышенная температура, обезвоживание, кислотный и щелочной шоки
2.2.3. Морфологическая гетерогенность микробных популяций ii i В при разных условиях выращивания
2.2.4. Морфологическая гетерогенность микробных популяций vii v Е1 в процессе роста и биосинтеза лизина
2.2.5. Морфологическая гетерогенность микробных популяций i, i и i i
Глава 3. УЛЬТРЛСТРУКТУРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ МИКРОБНЫХ СООБЩЕСТВ
3.1. Обзор литературы
3.2. Результаты исследований
3.2.1. Ультраструктура бактериальных колоний
3.2.2. Ультраструктура бактериальных биопленок
3.2.3. Ультраструктура колониеподобных сообществ
3.2.4. Ультраструктура смешанных микробных сообществ
Глава 4. ЭЛЕКТРОННОМИКРОСКОПИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ АНТАГОНИСТИЧЕСКИХ ВЗАИМООТНОШЕНИЙ МЕЖДУ МИКРООРГАНИЗМАМИ
4.1. Обзор литературы
4.2. Результаты исследований
4.2.1. Электронномикроскопическое исследование антагонистических взаимоотношений прокариотических микроорганизмов лактобацилл, патогенных и условнопатогенных бактерий
антагонистическое воздействие лактобацилл на патогенные энтеробактерии i xi 2а
антагонистическое воздействие лактобацилл на условнопатогенные
грам положительные бактерии и i ii
антагонистическое воздействие энтеробактерий па лактобациллы
4.2.2. Электронномикроскопическое исследование антагонистических взаимоотношений прокариотических лактобацилл и эукариотических дрожжеподобные грибы i i микроорганизмов
антагонистическое воздействие лактобацилл на клетки С. i
антагонистическое воздействие клеток С. i на клетки i ii
Глава 5. ОСОБЕННОСТИ РАЗВИТИЯ МИКРОБНЫХ СООБЩЕСТВ НА
РАЗЛИЧНЫХ СУБСТРАТАХ ПОЧВА, МИНЕРАЛЫ, НЕФТЬ, БУМАГА, ПЕРГАМЕН, КОЖА
5.1. Обзор литературы
5.1.1. Биодеструкция минералов и трансформация почвы
5.1.2. Биодеструкция нефти и нефтепродуктов
5.1.3. Биодеструкция бумаги
5.1.4. Биодеструкция кожи и пергамена
5.2. Результаты исследовании
5.2.1. Биогенная трансформация почвы и минералов
5.2.2. Биодеструкция мрамора
5.2.3. Биодсструкция нефти
5.2.4. Биодеструкция органических материалов i viv бумага, кожа, пергамен, кость
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Колониеподобные сообщества КПС 3 формировались в результате развития большого количества бактерий, одновременно посеянных на ограниченный участок плотной питательной среды. Посевной материал для КПС готовили, выращивая бактерии на амииопептидиом бульоне. КПС получали путем посева 0 бактериальных клеток в изотоническом растворе хлористого натрия микрошприцом объемом 0,1 мл и последующей инкубацией при С в течение ч. Для электронно микроскопического анализа исследовали около 0 КПС грамотрицательных и грамположительных бактерий на разных стадиях выращивания. Для выращивания смешанных микробных сообществ на плотных питательных средах были выбраны пары бактерий, не проявляющие взаимного антагонизма. Основными критериями для формирования пар в смешанных микробных сообществах служили свойства бактерий, позволяющие визуально различить выбранные штаммы. Наиболее удобными для работы признаками были устойчивость к различным антимикробным препаратам и пигментообразоваиие. Для получения смешанных микробных сообществ использовали следующие пары бактерий . В. . В. v В. В. v . Для получения сравнимых результатов, позволяющих оценить динамику развития смешанного микробного сообщества, использовали стандартный объем посевного материала с определенным количеством бактерий КОЕ. Посевной материал для 4 выращивания смешанных микробных сообществ на плотной питательной среде содержал не менее КОЕ каждого штамма. Размеры смешанного микробного сообщества, также как и колониеподобного сообщества, могут варьировать в зависимости от концентрации бактерий в посевном материале. Необходимо, чтобы в посевном материале содержалось достаточно большое количество жизнеспособных бактерий, при этом содержание каждого из представителей смешанного сообщества не должно быть меньше x5 клмл. При посеве меньшего количества клеток, на агаре вырастали близко прилегающие, но отделенные друг от друга колонии. Визуально морфологические различия в структуре смешанных микробных сообществ выявляли при использовании бактерий, образующих пигментированные колонии. Ответные реакции бактерий на стрессовые воздействия исследовали на клетках логарифмической фазы роста, отделенных от культуральной среды и ресуспсндироваиных в физиологическом растворе до нужной концентрации по оптической плотности. Основную часть работы проводили на бактериальных суспензиях, концентрация которых составляла 1x9 клмл. Клетки высевали на полные и селективные плотные питательные среды, содержащие 0,ный дезоксихалат натрия или 7,5ный хлорид натрия. Условия, вызывающие тепловые повревдения в клетках . Предварительно подбирали условия теплового воздействия, при которых бактерии получали сублстальные повреждения. Для работы была выбрана бактериальная популяция . Плотность суспензии составляла 9 клмл, что обеспечивало возможность приготовления качественных электронномикроскопических препаратов. Бактерии ресуспендировали в 0, М растворе . В начале эксперимента ресуспсндированиыс в изотоническом растворе хлорида натрия бактерии инкубировали в течение 2 ч при температуре С. С или 4 С, 2й резким изменением температуры переносом бактериальной суспензии в условия установленной в ходе эксперимента температуры. Продолжительность прогрева в каждой точке составляла мин, что может рассматриваться, как относительно кратковременное воздействие. Контролем служили клетки . М прогретые при С. Дозу сублстального теплового воздействия выбирали, сопоставляя жизнеспособность клеток и морфологические изменения, происходящие в них при разных температурах. Жизнеспособность бактерий определяли на плотных питательных селективных средах, содержащих 0,ый дсзоксихолат натрия или 7,5ый хлорид натрия и на неселективной среде МПА. Тепловое воздействие осуществляли двумя способами одноразовая инкубация бактерий при заданной температуре в течение мин и постепенное повышение температуры с шагом С. После завершения воздействия проводили отбор проб для электронномикроскопического анализа и определения УФпоглощающих продуктов во внеклеточной среде.