Физико-химические показатели и численности целлюлолитических бактерий в содово-соленых озерах Бурятии и Монголии

Целлюлоза составляет в среднем 30–50% растительной массы и является основным источником углерода, поступающим в почву и озера с растительными остатками [1, 2]. В природных условиях разложение целлюлозы происходит только в результате жизнедеятельности бактерий, актиномицетов и грибов, продуцирующих комплекс гидролитических ферментов – целлюлаз. Этот процесс представляет важную часть биосферного цикла углерода [3].

Цель работы - изучение физико-химических условий среды обитания и численности целлюлолитических бактерий в воде и донных отложениях содово-соленых озер Бурятии и Монголии.

Объекты и методы исследования

Микробиологические и гидрохимические исследования проведены в шести содово-соленых озерах Бурятии и северо-восточной Монголии: озеро Хилганта (Агинский район, Забайкальский край), Бус нуур (Тов аймаг, Монголия), Большое Алгинское, Бормашовое (Баргузинский район, Бурятия), Нухэ-нур Восточное и Нухэ-нур Западное (Курумканский район, Бурятия).

Физико-химические показатели воды измеряли in situ с помощью портативных приборов: кислотность среды (рН) - потенциометрическим рН-метром рНер2 (Португалия), значения общей минерализации - тестер-кондуктометром TDS-4 (Сингапур).

Учет численности жизнеспособных клеток микроорганизмов проводили методом предельных разведений на элективных средах. Среды предварительно стерилизовали при 1200С в течение 20 мин. Культивирование целлюлолитических бактерий, использующих в качестве основного источника углерода целлюлозу, проводили на жидкой среде следующего состава (г/л):

• I.    Раствор биогенных элементов

КН2РО4                                 -0,33

MgCl2·2Н2О                            -0,33

NH4Cl                                  -0,33

КCl                                      -0,33

Раствор микроэлементов по Витману     - 10 мл

• II.    Минеральный фон получали смешением первого раствора с раствором NaCl равной солености изучаемого озера. Значение рН устанавливали добавлением бикарбонат/карбонатной смеси в соответствии с щелочностью озера.

Аэробные бактерии культивировали в пробирках, заполненных на одну треть средой, закрытых ватными пробками; анаэробные микроорганизмы - в пробирках, заполненных средой доверху и закрытых резиновыми пробками. Рост целлюлолитических бактерий учитывали визуально по разложению фильтровальной бумаги [4].

Результаты и обсуждение

Исследования физико-химических параметров воды и донных осадков содово-соленых озер дают представление о среде обитания микроорганизмов. В данных водоемах были определены значения рН и минерализации (табл. 1).

Таблица 1.

Физико-химическая характеристика исследуемых озер

№	Озеро	Дата отбора проб	рН	М, г/л
1	Хилганта	04.09	9,0	30
2	Бус нуур	08.09	8,8	6.0
3	Большое Алгинское	09.09	7,7	3,0
4	Бормашовое	09.09	8,2	-
5	Нухэ-нур Восточное	09.09	8,3	8,5
6	Нухэ-нур Западное	09.09	8,5	6,0

Исследуемые водоемы по значениям минерализации и рН относятся к широко распространенной на территории Забайкалья группе содово-соленых озер. Значения общей суммы солей в озерах варьировали от 6,0 г/л (оз. Бус нуур) до 30 г/л (оз. Хилганта), кислотности среды – 7,7 (оз. Большое Алгинское) до 9,0 (оз. Хилганта).

Наличие органических и минеральных веществ в воде и донных отложениях озер благоприятствует широкому распространению различных физиологических групп микроорганизмов, что показывает численность аэробных и анаэробных целлюлолитических бактерий, участвующих в разложении органического вещества (табл. 2).

Таблица 2.

Максимальная численность целлюлолитических бактерий-деструкторов в озерах, тыс. кл./мл

Озеро	Проба	Целлюлолитические бактерии
		аэробы	анаэробы
Хилганта (отбор проб 2004 г.)	Вода	104	106
	Ил	105	105
Хилганта (отбор проб 2009 г.)	Вода	- 106	10- 8
	Ил
Буус Нур	Вода	104	105
	Ил	105	106
Большое Алгинское	Вода	105	105
	Ил	105	106
Бормашовое	Вода	105	104
	Ил	103	104
Нухэ-нур Восточное	Вода	105	105
	Ил	105	106
Нухэ-нур Западное	Вода	105	105
	Ил	104	105

Примечание: вода в озере в период исследования отсутствовала

В донных отложениях озер численность бактерий варьировала от 103 до 108 кл./мл, в воде колебалась от 103 до 106 кл./мл. Максимальные численности аэробных и анаэробных целлюлолитиков отмечены в илах озера Хилганта (09) до 106 и 108 кл./мл соответственно. Минимальные численности бактерий отмечены в илах озера Бормашовое до 103-104 кл./мл. Наличие высокой численности микроорганизмов указывает на наличие в илах озер легкоусвояемого органического вещества и предопределяет его деструкцию в этих водных экосистемах.

Полученные результаты показывают, что микроорганизмы – деструкторы играют важную роль в круговороте углерода и других биогенных элементов в воде и донных осадках исследуемых озер Бурятии и Монголии.

Работа выполнена при финансовой поддержке грантов МО РФ РНП.2.1.1/2165, МО РФ РНП №2.1.1. НОЦ «Байкал», интеграционных проектов СО РАН №38 и СО РАН №95.