Видовой состав и экофизиология цианобактерий солоноватых и соленых озер южного Забайкалья (стр. 5 )

Рис. 3. Фото культур цианобактерий, шкала 10 мкм:

А –Cya 1, Б – Cya 4, В – Cya 5, Г - Cya 10.

Культура Cya 4, выделенная из цианобактериального мата озера Сульфатное, по морфологии была идентифицирована как Phormidium frigidum (Еленкин, 1949) или как Pseudanabaena frigida (Komárek & Anagnostidis, 1998) (рис. 3 Б).

Культуры Cya 5 и Cya 6 были выделены из сухой корки озера Хилганта и ила озера Горбунка, соответственно и определены как Anabaena sibirica (Голлербах и др., 1953) или Nodularia sp. (, неопубликованные данные) (рис. 3 В).

Культура Суа 10 была выделена из сухого мата озера Хилганта и была идентифицирована как Phormidium sp. (Komárek & Anagnostidis, 2007) (рис. 3 Г).

Рестрикционные профили генов 16S рРНК показали сходство культур Cya 1 и Cya 2 на видовом уровне (рис. 4). Для определения их точного филогенетического положения была выбрана культура Cya 1. В результате анализа было установлено, что культура Cya 1 имела 99,2% сходства по сиквенсу гена 16S рРНК с Phormidium sp. NIVA-CYA 202 (табл. 8, рис. 5). Большинство культур, близкородственных культуре Cya 1, были выделены из соленых озер Антарктиды (Rudi et all, 1997; Nadeau et all, 2001; Casamatta et al., 2005; Taton et all, 2006). На основании этих данных можно сделать предположение о возможном сходстве цианобактериальных сообществ солоноватых и соленых озер Южного Забайкалья с озерами Антарктиды.

На основе филогенетических данных культуры Cya 1 и Cya 2 были отнесены к роду Phormidium, что соответствует результатам, полученным с помощью микроскопии.

Таблица 8

Ближайшие родственные организмы культур Cya1, Cya 2 и Cya10

Культура	Ближайшие родственники	Сходство по 16S рРНК, %	Номер в GenBank
Cya1, Cya 2	Phormidium sp. NIVA-CYA 202 Oscillatoria sp. Ant-G17 Oscillatoria sp. Ant-Salt Phormidium sp. Ant-Brack-3 Phormidium lumbricale UTCC 476 Phormidium pseudopristleyi ANT. ACEV5.3	99,2 98,9 98,9 98,9 98,6 98,9	Z82794 AF263334 AF263337 AF263332 AF218375 AY493600
Cya 10	Oscillatoria cf.laetevirens Baja-Osc-1 Phormidium sp. UTCC 487	99,0 98,9	AF268490 AF218376

Наиболее близкими организмами к культуре Cya 10 оказались Oscillatoria cf. laetevirens Baja-Osc-1 (99,0%) и Phormidium sp. UTCC 487 (98,9%) (рис. 5, табл. 8). Оба близкородственных к Cya 10 штамма выделены из минерализованных местообитаний и принадлежат к кластеру, близкородственному Phormidium. На основе полученных данных культура Cya 10 отнесена к роду Phormidium.

Рис. 5. Филогенетическое дерево, сконструированное на основе сиквенса гена 16S рРНК, показывает положение культур Cya 1, Cya 2 и Cya10. Масштаб соответствует 2 нуклеотидным заменам на каждые 100 нуклеотидов.

4.5.2. Особенности роста культур в градиенте рН – минерализация

Культуры Cya 1 и Cya 2 имели оптимумы роста при рН 9,5 минерализации 1-5 г/л, с диапазоном роста до 100 г/л, что соответствует природным условиям мест обнаружения (рис. 6 А). Значительные отличия физиологических характеристик исследованных культур позволяют предположить, что каждая культура является отдельным экотипом вида Phormidium breve.

Идентичные по морфологическим признакам культуры Cya 5 и Cya 6 проявили себя сходным образом как алкалофильные (диапазон развития при рН 8,5-9,5, оптимум при рН 9,5) и галотолерантные (диапазон роста 0-100 г/л NaCl, оптимум роста при 1-20 г/л) организмы (рис. 6 Б). Показано развитие Nodularia при содержании NaCl в среде до 100 г/л, что является интересным, поскольку известные в литературе культуры Nodularia способны развиваться при соленостях не выше морской (Lehtimäki et. all, 2000; Moffitt et. all, 2001; Lura et. all, 2005).

А

Б

Рис. 6. Выход биомассы культур в градиенте рН – минерализация:

А - Cya 2, Б - Cya 5.

Культура Cya 10 имела способность к росту при минерализации от 0 до 50 г/л с оптимумом при 5 г/л; при увеличении минерализации рост угнетался (рис. 7). Наибольший выход биомассы зафиксирован при рН 8,5, при рН 7,5 и 9,5 рост был замедленным.

В результате проведенных экспериментов было показано, что все изученные культуры являлись умеренными алкалофилами, имеющими оптимум развития при рН 8,5-9,5 и способными развиваться при содержании NaCl до 100 г/л.

ВЫВОДЫ

1.  Исследованные озера Южного Забайкалья в большинстве случаев характеризовались нестабильным водным режимом, обусловленным резко-континентальным климатом Южного Забайкалья. По степени минерализации озера были отнесены к солоноватым и рассолам. Воды большинства исследованных озер относились к хлоридно–натриевому и гидрокарбонатному–натриевому типам. Значения рН воды находились в щелочной области.

2.  В озерах было обнаружено 28 видов цианобактерий: наибольшее их количество зарегистрировано в низкоминерализованных озерах, наименьшее - в высокоминерализованных. Списки цианобактерий Южного Забайкалья дополнены 10-ю ранее не обнаруженными видами: Leptolyngbya valderiana, Leptolyngbya voronichniana, Phormidium breve, Phormidium retrii, Anabaena bergii, Arthrospira jenneri, Chroococcus minutus, Jaaginema woronichinii, Pseudanabaena frigida и Trichodermium lacustre.

3.  Анализ видового состава цианобактерий исследованных озер с помощью коэффициента флористической общности показал, что в зависимости от физико-химических условий, существующих в озерах, формируются разнотипные микробные сообщества, отличия между которыми выявляются на родовом уровне.

4.  Микробные маты исследованных озер Забайкалья являются высокопродуктивными системами. Скорость фотосинтеза составляла 18,4-3860 мгС/м2∙сут, темновой фиксации - 1,45-41,4 мгС/м2∙сут, скорость аноксигенного фотосинтеза - 0,46-3284 мгС/м2∙сут.

5.  Значения изотопного состава углерода органического вещества (δ13С от -14,80‰ до -30,63‰) показывают, что продуценты цианобактериального мата используют углекислоту – продукт микробиологического разложения фитопланктона озера и растительного опада.

6.  Выделено шесть монокультур цианобактерий. Изученные организмы являлись умеренными алкалофилами, имеющими оптимум развития при рН 8,5-9,5 и минерализации до 50 г/л. Культуры Cya 1, Cya 2 и Cya 10 отнесены к роду Phormidium. Cya 4 отнесена к виду Pseudanabaena frigida. Cya 5 и Cya 6 являлись представителями рода Nodularia и имели способность развиваться до 100 г/л, что ранее не отмечалось для этого рода.

Список работ, опубликованных по материалам диссертации

1.  Балданова характеристика химического состава микробных матов гидротерм и содовых озер Байкальского региона / , // VIII международная Пущинская школа-конференция молодых ученых. – Пущино, 2004. С. 141.

2.  Балданова цианобактерий содовых озер Сульфатное и Тором (Южное Забайкалье) / , // Вестник БГУ. Сер. 2. Биология. - Улан-Удэ, 2005. С. 127-129.

3.  Балданова Байкальского региона и их биохимический потенциал / , , // Научный и инновационный потенциал Байкальского региона: материалы V межрегион. науч. конф. молодых ученых. Улан-Удэ: Изд-во БГУ, 2005. С. 5-6.

4.  Балданова роста термофильных и алкалофильных культур цианобактерий / , // Х Пущинская школа-конф. молодых ученых. - Пущино, 2006. С. 181-182.

5.  Балданова разнообразие комплексного природного заказчика «Агинская степь» / , // Биоразнообразие экосистем Внутренней Азии: тез. Всерос. конф. с междунар. участием. - Улан-Удэ, 2006. Т.1. С. 192-193.

6.  Балданова сообщество содово-соленых озер Онон-Керулейской группы (Забайкалье)/ , // Биоразнообразие экосистем Внутренней Азии: тез. Всерос. конф. с междунар. участием, Улан-Удэ, 2006. Т. 2. С. 10.

7.  Балданова видового состава цианобактерий щелочных экосистем Бурятии / , // Биоразнообразие экосистем Внутренней Азии: тез. Всерос. конф. с междунар. участием. Улан-Удэ, 2006. Т. 2. С. 22-23.

8.  Балданова видового состава цианобактерий щелочных экосистем Бурятии / , // Биоразнообразие экосистем Внутренней Азии: тез. Всерос. конф. с междунар. участием. Улан-Удэ, 2006. Т. 2. С. 22-23.

9.  Балданова характеристика доминирующих формы цианобактерий содово-соленых озер Забайкалья и Алтайского края / , , // Микроорганизмы в экосистемах озер, рек и водохранилищ: материалы II Байкальского микробиол. симпозиума с междунар. участием. – Иркутск, 2007. С. 17.

10.  Балданова. минерализации на рост и развитие природного сообщества цианобактерий в содово-соленом озере Хилганта (Южное Забайкалье) / , , // Вестник БГУ. Сер. Химия. Улан-Удэ, 2008. Вып. 3. С. 10-14.

11.  Балданова и таксономическая характеристика цианобактерий содово-соленых озерах Забайкалья / , // Вестник БГУ. Сер. Биология. Улан-Удэ, 2008. Вып. 4. С. 62-67.

12.  Балданова видового состава цианобактерий содово-соленых озер Забайкалья / , // Актуальные аспекты современной микробиологии: молодежная школа-конференция. / Ин-т микробиологии. – М., 2008. С. 4-6.

13.  Балданова цианобактерий в функционировании микробных сообществ содово-соленых озер Забайкалья / , , // Материалы III Междунар. науч.-практ. конф. и IV междунар. семинара по российско-монгольскому проекту с участием Программы ООН по окружающей среде. – Улан-Удэ: Изд-во БИП СО РАН, 2008. С. 61-63.

14.  Цыренова (Балданова) спектр цианобактерий солоноватых и соленых озер Южного Забайкалья / , , // Вестник БГУ. Сер. Биология. Улан-Удэ, 2009. С. 105-108.

15.  Цыренова (Балданова) исследования солоноватых и соленых озер Южного Забайкалья / , , // Вестник БГУ. Сер. Химия. Улан-Удэ, 2009. С. 17-20.

16.  Цыренова (Балданова) исследования содово-соленых озер Забайкалья / , , // Известия Иркутского государственного университета. Сер. Биология. Экология. Иркутск, 2009. Принята к печати.

17.  Цыренова (Балданова) изменения гидрохимических и микробиологических показателей содового озера Белое (Оронгойское) (Западное Забайкалье) / , , // География и природные ресурсы. Иркутск, 2009. Принята к печати.

 

Подписано в печать 09.04.09. Формат 60×84 1/16.

Усл. печ. л. 1,2. Тираж 100. Заказ № 000.

Издательство Бурятского госуниверситета

670000, г. Улан-Удэ, ул. Смолина, 24 а