А.И. Нетрусов, М.А. Егоров - Практикум по микробиологии (1125598), страница 66
Текст из файла (страница 66)
ЖЕЛЕЗОВОССТАНАВЛИВАЮЩИЕ МИКРООРГАНИЗМЫ Микроорганизмы, восстанавливающие ионы окисленного железа (феррипоны, Ре~'), широко распространены в анаэробных зонах на Земле. Они играют значительную роль в изменении окружающей среды в аназробных осадках, содержащих окисленное железо.
Полагают, что зти микроорганизмы ответственны за большой процент окисленного органического вещества в таких экологических нишах. Ре -восстановители играют важную роль в биогеохимических циклах и проводят биоминерализацию ароматических органических соединений. Организмы, способные к восстановлению Ре, относят к разным филогенетическим группам, однако одна группа облигатных анаэробных бактерий сем. ОеоЬасгег)асеае образует тесный таксон.
Все члены этой группы восстанавливают Ее", а некоторые способны также восстанавливать серу, нитраты и гуминовые кислоты. Эти акцепторы электронов интересны тем, что их можно рассматривать в качестве акцепторов электронов в ранний, бескислородный период развития жизни на Земле. Изучение восстановления железа и других практически нерастворимых акцепторов электронов представляет значительный интерес с точки зрения физиологии. Физиологию сем.
ОеоЬасгепасеае изучали в основном на двух представителях: 6. тегаПугеиисепе и б. еи)гипег)исет. 6. огегийгес)исеие был первым облигатно-аназробным организмом, для которого было показано восстановление природных форм Ре". Организм полностью окисляет ряд органических субстратов ло СОп используя при этом замкнутый цикл трикарбоновых кислот, и восста- 3+ навливает Ре, возможно, через менахиноны и цитохромы, которые были 221 обнаружены в клетках.
Недавно описана система окисления фумарата с восстановлением Ге через тригемовый цитохром с, с оксидазой (Ге -редуктазой), локализованной на внешней мембране грамотрицательных 6. эи!/аггел/исепв. Представителей рода беоЬас!ег вьщеляют анаэробно на пресноводной среде с ацетатом (см. ниже), куда в качестве акцептора электронов добавляют 50 мМ Ре~". Культивирование ведут на жидких средах в пенициллиновых пузырьках, закрытых резиновыми пробками, снабженными алюминиевыми колпачками.
При культивировании соблюдают принципы анаэробного выращивания культур по Хангейту (см. 16.2). За ростом культур следят по появлению Ген феррозиновым методом, определением общего количества клеток по Виногралскому и определением числа живых клеток с акридипом оранжевым (см. гл. 5).
Среда для беоЬасгег тета!!!геггиселв (г/л): Ре(1Н)-цнтрат — 13,70; 1чаНСОз — 2,50; 1ЧНлС! — 1,50; 1ЧаНгРОл — 0,60; КС! — О,!О; )ча-ацегат — 2,50; раствор витаминов— 10,00 мл; раствор микроэлементов — !0,00 мл; 1чалтУОл 2 Н,Π— 0,25 мг! вода (диет.)— 980,00 мл. Довести рН до 6,7 — 7,0. Среду готовят анаэробно под струей газовой смеси: 80 % !чл г 20 % СОь Вначале цнтрат железа растворяют в воде при нагревании н доводят рН до 6,0, затем добавляют остальные компоненты среды.
Используют 3 — ! 0%-й посевной материал. Раствор лгикроэлелгениюв (г/л): ннтрилотрнацетат — 1,5; М880л 7НзΠ— 3,0; Мп80л. 2НлΠ— 0,5; )ЧаС! — 1,0; Ре80„7НзΠ— 0,1; Со804 7НлΠ— 0,18; СаС1з 2НзΠ— 0,1; Хп80л.7Н,Π— О,!8; Сц804.5НлΠ— 001; КА1(80л)к 12НзО— 0,02; НэВО, — 0,01; )ча,МоОл 2Н,Π— 0,01; !ч!С!, 6НзΠ— 0,025; !ч/а,беОз 5Н,Π— 0,3 мг; вода (днст.) — 1000 мл. Раствор виюалгинов (мг/л): биотин — 2; фолневая кислота — 2; пиридоксин-НС!— !О; тнамин-НС!.
2Н,Π— 5; рнбофлавин — 5; ннкотнновая кислота — 5! 0-Са-пантетонат — 5; витамин Вы — 0,1; п-аминобензойная кислота — 5; липоевая кислота — 5: вода (днст.) — 1000 мл. Среда для СеоЬасгвг ли!Лиггеггисеав(г/л): гчНлС! — 1,50; !чалНР04 — 0,60; КС1 — 0„10: !за-ацетат — 0,82; раствор микроэлементов — 10,00 мл; раствор витаминов — 10,00 мл: ослепит-вольфрамовый раствор — 1 мл; резазурнн — 0,5 мг; !чаНСО, — 2,50; вода (днст.) — 980 мл. Растворы вггнгалгггнов н микроэлегяенквов — те же, что н для беоЬасгег иге!а!!ггесlисегм.
Селенггиг-волил/гралговмй раствор: 0,5 г !чаОН, 3 мг )чалбеОз. 5НзО; 4 мг !чаз)У04. 2НзО в ! л воды (диет.) Растворяют все компоненты среды (за исключением 1чаНСОз), кипятят, остужают до комнатной температуры под током газа (80 % !чл ч 20 % СО ) и добавляют бикарбонат. Доводят рН среды, барбстнруя газ, до 6,8. Разливают по анаэробным флаконам под током газа.
После автоклавировання (1 атм) добавляют фумарат нз анаэробного концентрированного раствора (16% вес/об.), простернлнзованного фильтрованием, в количестве 0,5 мл на 10 мл среды, проверяют рН (должен быть между 6,9 н 7,1). Глава 17 ВЫДЕЛЕНИЕ ФОТОТРОФНЫХ МИКРООРГАНИЗМОВ Способность к фотосинтезу свойственна нескольким группам микроорганизмов. Известно два основных типа фотосинтеза„основанных на фотохимических реакциях пигментов хлорофилльной природы: окситенный (т.е. с выделением От), при котором донором электронов служит вода, и аноксигенный (без выделения От), при котором используется не вода, а другие доноры электронов, например восстановленные соединения серы, органические вещества, Н, Оксигенный тип фотосинтеза характерен для цианобактерий и эукариотических водорослей.
Эти организмы в целом занимают сходные экологические ниши (что и отражено в общебиологическом понятии «водоросли»). Как правило, они являются аэробными фотоавтотрофами, часто довольно близкими друг другу по физиологии, пищевым потребностям, отношению к физико- химическим факторам среды. Выделение и культивирование цианобакгерий и эукариотических водорослей в общем основано на одних принципах, поэтому эти вопросы целесообразно рассмотреть в одном разделе. Лноксигенные фототрофы существенно отличаются от оксигенных по своим экологическим нишам, физиологии, пищевым потребностям и отношению к условиям среды, поэтому они рассматриваются в отдельном разделе.
Типичными аноксигенными фототрофами являются пурпурные серные и не- серные, зеленые серные, зеленые нитчатые бактерии и гелиобактерии. При всем разнообразии метаболизма и организации фотосинтезирующего аппарата это, в общем случае, анаэробы, которые могут быть облигатными или факультативными, лито- или органо-, авто- или гетеротрофами. 17.1. ВЫДЕЛЕНИЕ ОКСИГЕННЫХ ФОТОТРОФОВ Основными элективными условиями для выделения цианобактерий и водорослей являются: освещение, наличие в среде необходимых для роста минеральных компонентов, а также в большинстве случаев отсутствие органических веществ, стимулирующих рост органогетеротрофов.
Отбор проб. Цианобактерии и эукариотические водоросли развиваются в самых разнообразных местообитаниях — в водоемах, почве, на поверхности камней и деревьев, часто образуя хорошо заметные невооруженным глазом окрашенные пятна. Обычно сбор образцов проводят в период их активного размножения (для большинства это время с весны по осень) и в местах с максимальной численностью. Пробы воды и ила для выделения цианобактерий и водорослей отбирают в стерильные флаконы, обычно заполняя их не более чем на з/з объема.
ОбРазцы почвы или соскобы с твеРдых повеРхностей, сделанные простерилизованным ножом или лопаточкой, помещают в стерильные флаконы, банки или пакеты. До посева пробы хранят при рассеянном освещении и температуре не вьшюе 20 "С. Рекомендуется проводить посев непосредственно в день отбора пробы; если же предстоит длительная транспортировка и хранение, то допустимо часть времени держать пробы в холодильнике, хотя для многих видов (особенно термофильных цианобактерий) это нежелательно.
Приготовление питательных сред. Имеется большое число рецептов простых и достаточно универсальных сред для выделения и культивирования цианобактерий и водорослей. Наиболее универсальными являются: среда ВО-Н и среда Громова № б, которые поддерживают активный или умеренный рост болыпинства выделенных штаммов цианобактерий, а также среда Кратца— Майерса для водорослей и цианобактерий (см. приложение 4).
Рецепты боль- 223 шинства других известных сред можно найти в специальных руководствах, приведенных в списке литературы'. Для почвенных водорослей рекомендуют среду Бристоль в модификации Голлербаха, иногда используют среды Бейеринка, Кнопа, Бенеке, Чу, среду с почвенной вытяжкой и др. Для морских цианобактерий предложены среды, приготовленные на искусственной морской воде. При выделении организмов из соленых или содовых озер часто используют среды, имитирующие химический состав воды этих волоемов.
Другим примером могут служить разработанные Е. Е. Успенским среды для водорослей, близкие по составу к природной чистой и загрязненной воде. Помимо относительно универсальных сред лля фототрофов разработано немало сред для культивирования отдельных таксонов. Например, рост С)г!оке!!а хорошо поддерживают среда Крейга и Трилиза, среда Тамия; для выращивания 5)г!ги)!ла рекомендована среда Громова )х)! 16 с высоким значением рН.
Для отдельных групп водорослей разработаны среды, учитывающие их специфические потребности в определенных элементах (например, потребность в кремнии у диатомовых водорослей). Наконец, некоторые водоросли нуждаются в витаминах, факгорах роста или органических веществах как основном источнике углерода (среди водорослей имеется немало гетеротрофов), что также учитывают при оптимизации сред для их выделения и культивирования. Следует еще раз напомнить, что многие фототрофы очень чувствительны к качеству (составу) воды.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
