Видовой состав и экофизиология цианобактерий солоноватых и соленых озер южного Забайкалья (стр. 2 )

Молекулярно-биологические методы. Для разрушения клеточной стенки цианобактерий биомассу культур обрабатывали 10% саркозилом и жидким азотом. Затем добавляли додецилсульфат натрия (СДС) и протеиназу К. Выделение ДНК проводили смесью фенол/хлороформ и хлороформом. Осаждение ДНК проводили 96% этанолом. Были проанализированы нуклеотидные последовательности фрагментов генов 16S рРНК длиной около 1400 нуклеотидов. Ген 16S рРНК амплифицировали со специфичным цианобактериальным праймером CYA 27f (5’-AGAGTTTGATCCTGGCTCAG-3’) и универсальным эубактериальным праймером 1492r (5'-TACGGYTACCTTGTTACGACTT-3’) (Lane, 1991). Полимеразно-цепную реакцию (ПЦР) проводили на приборе GeneAmp PCR System 2700 (Applied Biosystems, США). Продукты ПЦР разделялись в 1% агарозном геле. Рестрикционный анализ проводили с использованием рестриктазы Hin61. Определение нуклеотидных последовательностей генов 16S рРНК проводили на автоматическом секвенаторе CEQ 2000 XL (Beckman Coulter, США) в соответствии с инструкцией. Для нахождения близкородственных организмов к культурам цианобактерий использовали базы данных RDBII - http://rdp. cme. msu. edu и NCBI - http://www. ncbi. nlm. nih. gov. Последовательности генов 16S рРНК выравнивали с помощью программы CLUSTALX (Thompson et al., 1994). Построение филогенетических деревьев производили с помощью пакета программ TREECON (Van de Peer and De Wachter, 1994).

Изучение особенностей роста цианобактерий в градиенте рН – минерализация. Эксперимент был проведен в лабораторных условиях на цианобактериальном мате озера Хилганта, отобранном в период пересыхания озера (2006 г.) и на выделенных из озерных проб монокультурах цианобактерий. Градиент рН - минерализация задавали в диапазоне рН от 7,5 до 9,5 и концентрации NaCl (г/л): 0, 1, 5, 10, 20, 50, 100, 150, 200, 250, 300. Значения рН устанавливали, используя рассчитанные соотношения 10% растворов карбоната и бикарбоната натрия. рН контролировали при помощи рН-метра Hanna Instrument pH 211 (Россия). Выращивание цианобактерий проводили в условиях лабораторного люминостата с освещением на поверхности среды 2000 лк. Накопление биомассы культурами определяли по оптической плотности на спектрофотометре CECIL 1021 (США). Продолжительность эксперимента составила от 4 до 8 недель. Статистическую обработку данных проводили с помощью программ Microsoft Excel и Statistica 6.0.

Глава 3. ОБЪЕКТЫ И ПРЕДМЕТ ИССЛЕДОВАНИЯ

Объектами исследований являлись солоноватые и соленые озера Южного Забайкалья, географически делящиеся на две группы: озера Селенгинской Даурии (Республика Бурятия) и озера Онон-Борзинского бассейна (Забайкальский край). В Селенгинской Даурии расположены озера Сульфатное, Белое (Оронгойское), Верхнее Белое, Соленое (Киран). Озера Онон-Борзинского бассейна делятся на три подгруппы: Ононские, Борзинские и Агинские. К Агинской подгруппе относятся Горбунка, Хилганта, Зун Холво, Ехэ Тором; к Ононской – Зун Торей; к Борзинской – Борзинское, Бабье, Цаган Нуур. Исследования озер были проведены с 2001 по 2007 гг.

Предметом исследований являлись цианобактерии - особая группа фототрофных прокариотных организмов.

Глава 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ОБСУЖДЕНИЕ

4.1. Физико-химическая характеристика исследованных водоемов

Большинство исследованных озер являлись мелководными водоемами с относительно небольшой площадью (табл. 1). По значению минерализации (Алекин, 1970) озера Белое, Сульфатное, Соленое, Верхнее Белое, Ехэ Тором, Зун Холво и Зун Торей являлись солоноватыми (содержание солей 1-25 г/л). Вода озера Хилганта в водный период (1998 г.) относилась к водам с морской соленостью (25-50 г/л). Озера Цаган Нуур, Борзинское, Бабье и иловые воды озер Горбунка и Хилганта являлись рассолами (свыше 50 г/л). Значения рН воды озер были щелочными. Все озера в большинстве случаев характеризовались нестабильным водным режимом, обусловленным резко континентальным климатом Южного Забайкалья, что отличает данные озера от более стабильных содовых озер Восточно-Африканской рифтовой зоны (Заварзин, 2007).

Более детально влияние климатических условий было изучено на примере оз. Хилганта. Анализ физико-химических параметров озера, полученных в разные годы, показал, что в водный период (1998 г.) минерализация воды озера Хилганта была равна 40 г/л, рН 9,5, глубина составляла 37 см. В засушливый период (2001 г.) минерализация повышалась до 82 г/л, рН до 9,0, глубина была 10 см. В 2006 г. озеро пересыхало, наполняясь водой лишь эпизодически во время дождей. Иловая вода, обнаруженная в раскопках дна озера на глубине 35-80 см, являлась рассолом (128-152 г/л), рН 8,4-8,6.

Таблица 1

Физико-химические параметры исследованных водоемов

Месторасположение	Озеро	Дата	h, м	S, км2	Т, 0С	М, г/л	рН
Республика Бурятия	Белое	05.2006	2,0	0,6	12	1,7	9,0
Сульфатное	07.2001	8,0	9,0 12	24	5,8	9,0
07.2005	7,0	17	7,5	9,1
Соленое	06.2004	3,0	1,0	22	5,6	9,9
Верхнее Белое	05.2001	2,0	4,5	17	7,05	9,8
Забайкальский край	Ехэ Тором	07.2005	5,0	2,5	18	9,7	8,4
Зун Холво	08.2006	1,5	150	20	10,0	9,2
Зун Торей	08.2006	4,0	300	28	5,0	9,7
Горбунка*	08.2006	*	*	27	90,0	7,5
Цаган Нуур	« «	2,0	150	26	268,0	9,9
Борзинское	« «	3,0	110	27	155,0	9,9
Бабье	08.2006	2,0	85	25	276,0	8,7
Хилганта**	08.1998	0,37	0,5	25	40,0	9,5
Хилганта**	08.2001	0,1	0,15	26	82,0	9,0
Хилганта*Ст.1	08.2006	*	*	34	128,0	8,6
Ст. 2	20	152,0	8,4

Здесь и далее: h – максимальная глубина озера; S – площадь водного зеркала; М – общая минерализация; «Ст.» - станция; «*» – в период исследований озеро было пересохшим, для анализа брали иловую воду; «**» - данные (1998, 2001).

Исследование катионного и анионного состава воды озер

Типизация вод по (Алекин, 1970) показала, что большинство исследованных озер относятся к хлоридно–натриевому и гидрокарбонатно-натриевому типам (табл. 2).

Таблица 2

Гидрохимическая характеристика исследованных водоемов

Озеро	СО32-г/л	НСО3- г/л	Cl- г/л	SO42- г/л	Na+ г/л	Тип воды
Сульфатное	0,12	0,98	0,70	1,40	4,14	Сульфатно-натриевый
Белое	0,02	0,10	0,34	0,17	0	Хлоридно-сульфатный
Верхнее Белое	0,88	3,20	0,90	1,50	3,7	Гидрокарбонатно-натриевый
Соленое	1,04	2,40	0,20	0,35	15,9	Гидрокарбонатно-натриевый
Цаган Нуур	9,9	3,32	25,1	6,91	30,0	Хлоридно-натриевый
Борзинское	55,8	5,51	69,0	31,9	94,4	Хлоридно-натриевый
Бабье	0,11	0,48	33,4	9,14	30,3	Хлоридно-натриевый
Зун Торей	0,37	2,84	-	-	-	Гидрокарбонатно-натриевый
Ехэ Тором	30,6	0,17	-	-	-	Карбонатно-натриевый
Зун Холво	3,8	8,10	0,39	0	0	Гидрокарбонатно-натриевый
Горбунка*	0	3,70	0,15	0,10	2,42	Гидрокарбонатно-натриевый
Хилганта	0,33	1,16	16,7	13,6	14,3	Хлоридно-натриевый
Хилганта*Ст.1	0	0,97	37,5	15,9	18,2	Хлоридно-натриевый
Ст.2	0	1,04	60,0	14,5	35,7	Хлоридно-натриевый

«-» - анализ не был проведен.

Химический состав воды озера Хилганта в разные периоды был неустойчивым. В водный период (1998 г.) карбонаты обнаруживались в концентрации 0,33 г/л. Вода принадлежала к хлоридно-натриевому типу. В засушливый период (2006 г.) карбонаты в воде отсутствовали, содержание НСО3- колебалось в пределах 0,97-1,04 г/л, Cl - - 37,5-60 г/л. Из катионов преобладал натрий. Тип воды – хлоридно-натриевый.