11441 (600561), страница 6
Текст из файла (страница 6)
2. химическими (физико-химическими) воздействиями;
3. точечными заменами определенных аминокислотных остатков методами генетической инженерии.
Такие модифицированные материалы могут обладать ценными специфическими свойствами, что предопределит их использование как элементной базы биокомпьютера.
1.7 Описание исследуемого водоема
Объектом исследования явилась вода из водоема антропогенного происхождения - Мраморное озеро (народное название), расположенный в Ахтубинском р-не, Астраханской обл. Известно, что этот техногенный водоем возник в результате добычи гипса. Добыча гипса осуществляется с 1931 г. в результате разработки гипса образовался карьер глубиной 42 м. Карьер является местным базисом эрозии, на его склонах активно проявляются эрозионные и гравитационные процессы, способствующие обрушению хвалынских супесей, суглинков, перекрывающих гипсы. Гипс добывают с помощью ежедневных взрывных работ, в результате которых происходит разрушение гипса и становится возможным его транспортировка к заводу. Взрывы вызывают детонацию грунтов, что приводит к обрушению сводов над пустотами и образованию на дневной поверхности просадок, воронок. Особенно активно этот процесс проявляется к западу и юго-западу от карьера на местности с большим наклоном, обращенным к озеру.
В процессе разработки месторождения в гипсовом карьере был вскрыт водоносный горизонт на глубине 42м (абсолютная отметка - 15м). Для отвода грунтовых вод вблизи карьера с юга от него выкопали неглубокие каналы (0,5 – 0,7м) шириной до 1м. Однако процесс откачки оказался неэффективным, и каналы забросили. В связи со значительным уклоном поверхности от карьера в сторону озера (20м на 1кг) по заброшенным каналам активно проявляется регрессивная и глубинная эрозия, образуется промоины глубиной до 1,5 – 2,8 м. В днищах промоин вода просачивается вглубь, активизирует процессы выщелачивания и приводит к образованию просадок, многочисленных воронок. Дальнейшее углубление воронок приводит к выводу гипсов на дневную поверхность.
Был определен химический состав воды Мраморного озера (табл. 1), т.к. от химического состава воды во многом зависит видовое и количественное разнообразие микрофлоры.
Таблица 1
Химический состав воды Мраморного озера*
Хлориды | 233,97 г/л |
Общая минерализация | 383,652 г/л |
Жесткость | 2400 мгэкв/л |
рН | 6 |
*химический состав воды определялся в лаборатории завода им. Кирова.
Эти данные говорят о очень высоком содержании хлоридов и о высокой минерализации воды Мраморного озера.
Глава 2. Объекты и методы исследования.
С целью выделения и изучения галофильных микроорганизмов были отобраны пробы воды из антропогенного водоема гипсового карьера оз. Мраморное (народное название). Исследовались пробы воды из оз. Мраморное, а также была поставлена микроэкосистема имитирующая оз. Мраморное и спустя 9 месяцев было произведено исследование проб воды из данной экосистемы. Исследования проводили с помощью следующих методов: прямое микроскопирование воды оз. Мраморное, высев воды из данного озера и микроэкосистемы на различные среды: МПА, ср. Сабуро, ср. Чапека, голодный агар все данные среды были приготовлены на воде из данного водоема.
Отбор проб.
Пробы воды были отобраны из оз. Мраморное в середине лета 2006 г. в пластиковые стерильные бутылки.
Методы отбора проб воды.
Пробы отбирали в предварительно простерилизованные бутыли, тщательно завернутые в ту бумагу, в которой они стерилизовались. В эти бутыли на расстоянии 2-х метров от берега из оз. Мраморное отбирали с поверхности озера воду. Бутыли подписали, указав время отбора проб, место от куда пробы отобрали, и отправили на исследования в лабораторию.
Методы отбора проб ила и гипса.
Ил и гипс отбирали лопаткой, обработанной спиртом, в стерильные стеклянные банки. Банки подписали и отправили в лабораторию для постановки микроэкосистемы данного озера.
Методы отбора проб растений.
Растения из оз. Мраморное отбирались стерильными пинцетами и помещались в бутылки с водой из этого озера. Бутылки были подписаны с указанием места и время отбора проб, и отправлены в лабораторию для постановки микроэкосистемы.
Постановка микроэкосистемы.
Микроэкосистема была поставлена 9 месяцев назад, в ней находятся все структурные компоненты оз. Мраморное: вода, гипс, ил (песчано-глинистый, имеющий черные включения и запах сероводорода), водные растения. Перед постановкой микроэкосистемы оз. Мраморное стеклянный аквариум протерли спиртом. На дно стерильного аквариума положили ил и гипс из оз. Мраморное, аккуратно налили воды и поместили водоросли из этого озера. В данную микроэкосистему периодически добавляется вода из оз.Мраморное. После 9-месячной экспозиции произошли измения: появился налет, обрастания на стенках аквариума, на листьях растений, налет толщиной до 1 см, зеленого и зелено-коричневого цвета.
Эксперимент по выделению различных групп микроорганизмов из исследуемой воды был начат осенью 2006 г. Для выделения различных групп микроорганизмов было произведено прямое микроскопирование воды из оз. Мраморное, а также произведен ряд разведений воды оз. Мраморное и микроэкосистемы имитирующей оз. Мраморное и произведены микробиологические посевы.
Посевы производилсь глубинным методом, при этом в стерильную чашку Петри вносили разведение исследуемой воды и заливали расплавленным и охлажденным до 40-45С агаром. Агар выливали из пробирки в чашку, прямо на посевной материал. Немедленно по выливании агар тщателоно смешивали с посевным материалом путем легкого вращательного движения чашки по поверхности стола. Агар был распределен по дну чашки ровным тонким слоем без пузырьков воздуха и без не залитых им пространств. Когда агар в чашках затвердел, чашки перевернули вверх дном и таком положении поставили в термостат на 7 суток при 30С.
После 7 суток культивирования был произведен просмотр результатов.
Просмотр результатов осуществляли путем микроскопии фиксированных и окрашенных по Граму мазков культур микроорганизмов. Кроме этого производили измерение микроорганизмов. Измерения производили, пользуясь окулярным микрометром, значение которого было определено. Для этого сопоставили шкалу окулярного микрометра с шкалой объектного микрометра, линеечка которого равна 1 мм и разделена на 100 частей. Следовательно, одно деление объектного микрометра равно 0,01 мм, или 10мк. Объектный микрометр поместили на столик микроскопа и при тех же увеличениях, при которых производили измерения микробов. Определили, сколько делений окулярного микрометра придется на одно деление объектного микрометра. По установлении значения деления в дальнейшем пользовались уже только окулярным микрометром, но всегда при одном и том же увеличении микроскопа.
После просмотра культур проводился диагностический тест для определения принадлежности выделенных микроорганизмов к семейству Enterobacteriaceae. Идентификация микроорганизмов осуществлялась при помощи пластины биохимической, дифференцирующей энтеробактерии «ПБДЭ». Исследование проводилось в соответствии с инструкцией по применению «ПБДЭ» (приложение 1) .
Глава 3. Результаты исследования
На начальном этапе исследования производился посев разведений воды из оз. Мраморное и микроэкосистемы оз. Мраморное для выявления галофильных микроорганизмов различных трофических групп.
Спустя 7 дней инкубации в термостате при температуре 30С был произведен просмотр колоний, выросших на данных чашках Петри. Было определено общее число колоний микроорганизмов в 1 мл воды, а также определена родовая принадлежность выросших колоний микроорганизмов.
-
Результаты исследования воды из оз. Мраморное.
Посев производился на 4 различные среды для выделения разных групп микроорганизмов:
-
Соленный МПА использовался для выявления галофильных гетеротрофов, обитающих в данных экстремальных условиях.
Общее число гетеротрофных микроорганизмов определялся посевом разведений 10-1 и 10-2 на твердую питательную среду- МПА глубинным способом.
В результате этого посева было определено ОМЧ:
ОМЧ=1,9*104 КОЕ/мл.
На МПА, приготовленном на основе воды из оз. Мраморное, были обнаружены колонии с различными культуральными признаками. Была проведена микроскопия фиксированных и окрашенных по Грамму микроорганизмов из этих колоний и определен родовой состав микроорганизмов, образующих данные колонии (табл.2).
Таблица 2
Культуральные и морфологические признаки гетеротрофных микроорганизмов
№ | Культуральные признаки | Число колоний | Морфологические признаки | Предположительный род |
1 | Колонии круглой формы, с гладкими краями, блестящей поверхностью, слизистой консистенции, светло-коричневого цвета | 106 | Г- длинные бесспоровые палочки, 1,0-3,0*2,0-3,0 мкм | р. Haloferax |
2 | Колония амебовидной формы с волнистым краем, изогнутый профиль, блестящая, тянущейся консистенции, зернистая, молочного цвета с темно-коричневыми включениями | 251 | Кокки, 0,8-1 мкм, виде скоплений неправельной формы. | р.Halococcus |
3 | Колония круглой формы с валиком по краю, края ровные, профель изогнутый, блестящая, слизистой консистенции, молочного цвета, по краю переходящего в коричневый. | 128 | Г+ бесспоровые палочки, 1,0-1,2*1,0-3,0 мкм. | р.Halobacterium |
4 | Колонии круглые, выпуклые, блестящие, слизистой консистенции, светло-серого цвета. | 956 | Г+ споровые палочки, 1,3-2,1*1,5-3,0 мкм | Bacillus |
5 | Колонии круглые, глянцевые, с не ровными краями, выпуклые, зернистые, желтого цвета | 26 | Г+ короткие палочки, объединенные в цепь, спорообразующие | Bacillus |
6 | Колонии неправильной формы, зернистые, глянцевые, желтого цвета | 3 | Г+ кокки, 1,2-1,6 мкм, объединенные в не длинные цепочки | Streptococcus |
7 | Колонии неправильной формы, плоские, кожистые, серого цвета | 23 | Г- необразующие палочки, 1,3-1,6*1,8-2,3 мкм | Providencia |
8 | Колонии темно-бурого цвета, точечные, глянцевые | 15 | Г- кокки, 1,3-15*1,6-1,9 мкм | Pseudomonas |
-
Ср. Чапека используется для выделения грибной микрофлоры.
Посевы со ср.Чапека просматривались в течении 20 суток. В данных посевах было выявлено 4 разновидности грибов, и их общее количество на 1 мл воды составляет 50 КОЕ/мл. При прямой микроскопии данных колоний были выделены 2 рода грибов.
-
Колонии бархатистой консистенции, белого цвета по краю, в конидиальной зоне темно-зеленые. Не выделяют пигмент в агар. Предположительно данный гриб относится к роду Aspergillus.
-
Колонии бархатистой консистенции, белые как по краю, так и в конидиальной зоне, пигмент в агар не выделяют. При микроскопии был определен предположительный род данного гриба- Acrеmonium.
-
Колонии с очень сильно развитым воздушным мицешием, желтого цвета, пигмент в агар не выделяют, при дальнейшем росте приобретают серо-черную окраску. Предположительно данный гриб относится к роду Aspergillus.
-
Колонии бархатистой консистенции, серо-зеленого цвета, пигмента не образуют. Предположительно относится к роду Aspergillus.
-
Колонии бархатистой консистенции, в центре колонии имеют темно-зеленую окраску, по краям колонии окраска ярко-зеленая, предположительно относится к роду Aspergillus.
-
Ср. Сабуро используется для выявления дрожжевой микрофлоры.
Счет колоний дрожжей производился 2 раза: первый раз через 5 суток и второй раз через 10 суток. Все выросшие колонии были прмикроскопированы, дрожжи были отмечены в некоторых из них. На ср. Сабуро были выявлены колонии дрожжей, их содержание в 1 мл = 120 КОЕ/мл, эти колонии имеют круглую форму, гладкие края, выпуклый профиль, блестящие, розового цвета. Производили микроскопию фиксированных мазков данных колоний, окрашенных по Граму. При микроскопии были обнаружены клетки дрожжей овальной и удлиненно- овальной формы, диаметром 6-10 мкм. Помимо дрожжевой микрофлоры было выявлено наличие колоний бактерий, но их содержание не значительно.
-
Голодный агар используется для выявления олиготрофной микрофлоры водоема.
Спустя 7 дней инкубации была определенна общая численность олиготрофов в 1 мл воды оз. Мраморное ОМЧ=3,3*102 КОЕ\мл.
При просмотре посевов отмечались культуральные и морфологические признаки выросших колоний. Морфологические признаки определялись путем микроскопии фиксированных и окрашенных по Граму мазков с исследуемых колоний (табл.3).
Таблица 3
Культуральные и морфологические признаки
олиготрофных микроорганизмов
№ | Культуральные признаки | Число колоний | Морфологические признаки | Предположительный род |
9 | Точечные колонии, матовые, плоские, серого цвета. | 33 | Г- длинные неправильной формы бесспоровые палочки, 1,0-3,0*2,0-3,0 мкм | Pseudomonas |
10 | Колонии выедающие агар | Г+ бесспоровые палочки, 1,3-2,1*1,5-3,0 мкм | Halobacterium | |
11 | Колонии точечные, глянцевые, выпуклые, оранжевого цвета | 128 | Г+ кокки, 0,5-2,0 мкм, образующие скопления не правильной формы | Micrococcus |
12 | Колонии круглые с неровными краями, плоская, жидкой консистенции, молочного цвета | 21 | Г+ бесспоровые палочки, слегка изогнутые | Bacillus |
13 | Колонии круглые с неровными краями, зернистая, темно-коричневого цвета в центре, по краю светлые | 15 | Г- бесспоровые палочки, изогнутые, 1,2-1,5*2,4-2,7 мкм | Pseudomonas |
-
Результаты исследования воды из микроэкосистемы имитирующей оз. Мраморное.
-
МПА использовался для выявления галофильных гетеротрофов, обитающих в данной микроэкосистеме.
-
Общее число гетеротрофных микроорганизмов определялся посевом разведений 10-1 и 10-2 на твердую питательную среду - МПА глубинным способом.