Структура и функционирование микробного сообщества мелководных заливов озера Байкал

• Автор: Гаранкина, Валентина Петровна
• Шифр специальности: 03.02.08, 03.02.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Улан-Удэ
• Количество страниц: 142 с. : ил.

ОГ ДАВЛЕНИЕ
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1 Краткая характеристика озера Байкал
1.2. Мелководные заливы озера Байкал
1.2.1. Характеристика мелководных заливов (соров) озера Байкал
1.2.2. Физико-химическая характеристика воды байкальских соров
1.2.3. Фитопланктон озера Байкал
1.3. Роль микробных сообществ в функционировании озера Байкал
1.3.1. Круговорот органического вещества в водоемах
1.3.2. Продукция органического вещества в озере Байкал
1.3.3. Деструкция органического вещества
1.3.4. Микробные сообщества воды и осадков озера Байкал
1.3.4.1. Разнообразие микробных сообществ воды и осадков озера Байкал
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Объекты исследования
2.2. Методы исследования
2.2.1. Определение физико-химических показателей воды и осадков
2.2.2. Методы учета численности микроорганизмов
2.2.3. Методы определения скорости микробных процессов
2.2.4. Выделение чистых культур сапрофитных бактерий
2.2.5. Молекулярно-генетические методы
2.2.5.1. Выделение ДНК из природных образцов и клеток культур
2.2.5.2. Полимеразная цепная реакция
2.2.5.3. Клонирование
2.2.5.4. Филогенетический анализ
2.2.5.5. Пиросеквенирование
2.2.5.6. Статистические методы исследования
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Физико-химические показатели воды и осадков
мелководных заливов озера Байкал
3.2. Численность микроорганизмов в мелководных заливах и фоновых участках озера Байкал
3.2.1. Численность микроорганизмов в воде
3.2.2. Численность микроорганизмов в осадках
3.2.3. Численность сапрофитных бактерий в мелководных
заливах
3.2.4. Вертикальное и горизонтальное распределение численности микроорганизмов в воде залива Провал озера

Байкал
3.2.5. Сравнительная характеристика численности
микроорганизмов в мелководных и глубоководных осадках озера Байкал
3.3. Процессы продукции и деструкции органического
вещества в мелководных заливах озера Байкал
3.3.1. Валовая продукция и деструкция в воде и осадках
мелководных заливов озера Байкал
3.3.2. Продукция. Фотосинтез и темновая фиксация углекислоты
3.3.3. Деструкция. Разложение первичных субстратов - белка и
целлюлозы
3.3.4. Деструкция. Метанобразование и сульфатредукция
3.4. Сезонная динамика развития микробных сообществ в
заливе провал озера Байкал
3.5. Таксономическое разнообразие микроорганизмов
мелководных заливов озера Байкал
3.5.1. Характеристика разнообразия микробных сообществ
молекулярно-генетическими методами
3.6. Молекулярно-генетическая идентификация
культивируемых сапрофитных бактерий
3.7. Анализ массивов многомерных данных физико-
химических и микробиологических показателей мелководных заливов озера Байкал
3.7.1. Факторы, влияющие на функционирование водного
микробного сообщества мелководных заливов
3.7.2. Факторы, влияющие на функционирование микробного
сообщества осадков мелководных заливов
ВЫВОДЫ 12°
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы. Байкал — одно из величайших озер мира, характеризующееся разнообразием биотопов. Мелководные заливы озера Байкал (соры) по своим экологическим условиям отличаются от участков открытого Байкала. Мелководье исследованных заливов отличается хорошей прогреваемостью в летний период и высокой продуктивностью (Кулагин, Помазкина, 1977). В заливах формирование химического состава воды зависит от множества факторов, главным из которых является речной сток, благодаря которому вода несколько обогащена органическим веществом и характеризуется увеличением содержания компонентов ионного состава и аллохтонного органического вещества, вследствие подтока речных вод (Мещерякова, Верболова, 1977).
Одним из существенных компонентов биоты озера являются микроорганизмы, играющие важную роль в круговороте веществ и энергии. Функционирование микробных сообществ организмов в комплексе с другими природными особенностями Байкала влияет на формирование химического состава и обеспечивает высокое качество байкальской воды. Микробные сообщества водной толщи и донных осадков открытого Байкала достаточно хорошо исследованы (Младова, 1975; Максимова, Максимов, 1989; Максимова и др., 1991; Белькова и др., 1996; Намсараев, Земская, 2000; Земская, 2007 и др.), также изучалось микробное сообщество дельты реки Селенга (Младова, 1971; Максименко и др., 2008). В мелководных заливах озера Байкал разнообразие и активность микроорганизмов практически не изучены.
Исследование микробных сообществ мелководных заливов озера важно для характеристики роли микробного сообщества в круговороте веществ и энергии экосистемы озера Байкал, поэтому изучение структуры и функционирования микробного сообщества мелководных заливов озера Байкал является актуальной задачей.

отбирали в 25 мл пенициллиновые флаконы с резиновыми пробками, которые закатывали алюминиевыми крышками, осадков - в пластиковые шприцы, закрытые резиновыми пробками. В пробы вводили 0,1-0,2 мл раствора радиоактивномеченых Ыа14НСОз (для определения процессов фотосинтеза, темновой фиксации СОг и метаногенеза) и Ыа235804 (для определения процесса сульфатредукции), инкубировали в течение 1-2 суток и фиксировали формалином. Процесс сульфатредукции дополнительно останавливали 10-25% раствором ацетата цинка. Обработку фиксированных проб производили по известным методикам (Вайнштейн, Лауринавичус, 1988; Гальченко, 2001). Радиоактивность меченых соединений измеряли на жидкостном сцинтилляционном счетчике ЛаскЬейа (ЬКВ, Швеция).
Расчет интенсивности микробиологических процессов вели по формуле:
А = г * ГС1, где 11*1
А - интенсивность процесса;
С - концентрация субстрата;
г - радиоактивность продукта реакции;
Л - радиоактивность введенного в пробу меченого субстрата;
1 - время инкубации.
2.2.4. Выделение чистых культур сапрофитных бактерий
Из воды исследованных участков изолировали в чистую культуру численно доминировавшие при посеве природного образца на твердые питательные среды колонии. Посевы культивировали аэробно в течение 2 суток при комнатной температуре. Всего получено 14 чистых культур сапрофитных бактерий. Чистоту культур контролировали визуально и микроскопически. Способность культур использовать ряд углеводов, спиртов и других органических соединений определяли на среде Пфеннига с добавлением 0,5-1% субстрата.